De periode van een satelliet die zich heel dicht bij het aardoppervlak met straal R beweegt, is 84 minuten. wat zal de periode zijn van dezelfde satelliet, als deze wordt genomen op een afstand van 3R van het oppervlak van de aarde?

De periode van een satelliet die zich heel dicht bij het aardoppervlak met straal R beweegt, is 84 minuten. wat zal de periode zijn van dezelfde satelliet, als deze wordt genomen op een afstand van 3R van het oppervlak van de aarde?
Anonim

Antwoord:

A. 84 min

Uitleg:

De derde wet van Kepler stelt dat kwadraat in het kwadraat direct gerelateerd is aan de radius in de vorm van een kubus:

# T ^ 2 = (4π ^ 2) / (GM) R ^ 3 #

waar T de periode is, is G de universele zwaartekrachtsconstante, M de massa van de aarde (in dit geval) en R de afstand tot de middelpunten van de twee lichamen.

Daaruit kunnen we de vergelijking voor de periode krijgen:

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

Het lijkt erop dat als de straal wordt verdrievoudigd (3R), T dan met een factor zou toenemen #sqrt (3 ^ 3) = sqrt27 #

De afstand R moet echter worden gemeten vanaf de centers van de lichamen. Het probleem stelt dat de satelliet heel dicht bij het oppervlak van de aarde vliegt (heel klein verschil), en omdat de nieuwe afstand 3R wordt genomen aan het oppervlak van de aarde (zeer klein verschil * 3), verandert de radius nauwelijks. Dit betekent dat de periode rond de 84 minuten moet blijven. (keuze A)

Het bleek dat als het mogelijk was om een satelliet (theoretisch) precies aan de oppervlakte van de aarde te vliegen, de straal gelijk zou zijn aan de straal van de aarde, en de periode zou 84 minuten zijn (klik hier voor meer info). Volgens dit probleem is de afstandsverandering van het oppervlak 3R dus effectief #0*3=0#, dus R blijft hetzelfde.