Il periodo di un satellite che si muove molto vicino alla superficie della terra del raggio R è di 84 minuti. quale sarà il periodo dello stesso satellite, se è preso a una distanza di 3R dalla superficie della terra?

Il periodo di un satellite che si muove molto vicino alla superficie della terra del raggio R è di 84 minuti. quale sarà il periodo dello stesso satellite, se è preso a una distanza di 3R dalla superficie della terra?
Anonim

Risposta:

A. 84 min

Spiegazione:

La terza legge di Keplero afferma che il periodo al quadrato è direttamente correlato al raggio cubico:

# T ^ 2 = (4π ^ 2) / (GM) R ^ 3 #

dove T è il periodo, G è la costante gravitazionale universale, M è la massa della terra (in questo caso), e R è la distanza dai centri dei 2 corpi.

Da ciò possiamo ottenere l'equazione per il periodo:

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

Sembrerebbe che se il raggio è triplicato (3R), allora T aumenterebbe di un fattore di #sqrt (3 ^ 3) = sqrt27 #

Tuttavia, la distanza R deve essere misurata dal centri dei corpi. Il problema afferma che il satellite vola molto vicino alla superficie della terra (differenza molto piccola), e poiché la nuova distanza 3R è presa sulla superficie della terra (differenza molto piccola * 3), il raggio cambia poco. Ciò significa che il periodo dovrebbe rimanere a circa 84 min. (scelta A)

Si scopre che se fosse possibile pilotare un satellite (teoricamente) esattamente sulla superficie della terra, il raggio sarebbe uguale al raggio della terra, e il periodo sarebbe di 84 minuti (clicca qui per maggiori informazioni). Secondo questo problema, quindi, il cambiamento di distanza dalla superficie 3R è efficace #0*3=0#, quindi R rimane lo stesso.