СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 6 № 4820

В результате торможения в верхних слоях атмосферы высота полёта искусственного спутника над Землёй уменьшилась с 400 до 300 км. Как изменились в результате этого скорость спутника, его потенциальная энергия и период обращения?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

 

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

Скорость Период

обращения

Потенциальная

энергия

Решение.

Примечание.

В данной задаче упущено важное условие о том, что в обоих случаях спутник движется по круговой орбите. Решение, приведенное ниже, использует данное предположение.

 

На спутник действует сила притяжения со стороны Земли, она сообщает ему центростремительное ускорение:

 

,

 

здесь — расстояние от спутника до центра Земли, которое уменьшилось в результате торможения в верхних слоях атмосферы.

Из последнего соотношения ясно, что скорость движения увеличивается. Радиус орбиты уменьшается, скорость движения увеличивается, следовательно, период обращения спутника уменьшается .

Потенциальная энергия взаимодействия спутника и Земли дается выражением

 

 

(обратите внимание на знак «»). Следовательно, при уменьшении радиуса орбиты спутника, потенциальная энергия уменьшается.

 

Ответ: 122.

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 3., ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 5.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.2.7 Движение небесных тел и их искусственных спутников, 1.4.7 Потенциальная энергия
Спрятать решение · · Видеокурс ·
Елизавета Каширина 05.06.2015 08:08

"В результате торможения..." нельзя ли из этого сделать вывод, что скорость уменьшается?

Сергей Никифоров

Здравствуйте! Это достаточно известный «аэродинамический парадокс спутника». Кратко, он заключается в том, что при торможении в верхних слоях атмосферы радиус орбиты спутника уменьшается, при этом уменьшение скорости за счёт трения об атмосферу меньше приращения скорости за счёт уменьшения потенциальной энергии. Спутник как бы падает по пологой, почти круговой орбите в поле тяжести Земли.

Значительно более подробное рассмотрение этого явления есть, например, здесь

http://www.physbook.ru/index.php/Kvant._Аэродинамический_парадокс