Perioden til en satellitt som beveger seg svært nær overflaten av jorda med radius R, er 84 minutter. Hva blir perioden for den samme satellitten, hvis den blir tatt på en avstand på 3R fra jordens overflate?

Perioden til en satellitt som beveger seg svært nær overflaten av jorda med radius R, er 84 minutter. Hva blir perioden for den samme satellitten, hvis den blir tatt på en avstand på 3R fra jordens overflate?
Anonim

Svar:

A. 84 min

Forklaring:

Keplers tredje lov sier at perioden kvadratet er direkte relatert til radiusen kubet:

# T ^ 2 = (4π ^ 2) / (GM) R ^ 3 #

hvor T er perioden, er G den universelle gravitasjonskonstanten, M er jordens masse (i dette tilfellet), og R er avstanden fra de to kroppens sentre.

Fra det kan vi få ligningen for perioden:

# T = 2pisqrt (R ^ 3 / (GM)) #

Det ser ut til at hvis radiusen tredobles (3R), vil T øke med en faktor på #sqrt (3 ^ 3) = sqrt27 #

Imidlertid må avstanden R måles fra sentre av kroppene. Problemet sier at satellitten flyr svært nær jordoverflaten (veldig liten forskjell), og fordi den nye avstanden 3R er tatt på jordens overflate (svært liten forskjell * 3), endres radiusen knapt. Dette betyr at perioden skal ligge på rundt 84 min. (valg A)

Det viser seg at hvis det var mulig å fly en satellitt (teoretisk) nøyaktig på jordens overflate, ville radiusen være lik radiusen til jorden, og perioden ville være 84 minutter (klikk her for mer info). I følge dette problemet er forandringen i avstand fra overflaten 3R effektivt #0*3=0#, så R forblir det samme.