Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д6 B6 № 4925
i

В ре­зуль­та­те тор­мо­же­ния в верх­них слоях ат­мо­сфе­ры вы­со­та по­ле­та ис­кус­ствен­но­го спут­ни­ка над Зем­лей умень­ши­лась с 400 до 300 км. Как из­ме­ни­лись в ре­зуль­та­те этого ско­рость спут­ни­ка, его по­тен­ци­аль­ная энер­гия и цен­тро­стре­ми­тель­ное уско­ре­ние?

 

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 По­тен­ци­аль­ная энер­гияУско­ре­ние
Спрятать решение

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:

F=m_спa_ц рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: G M_Земm_сп, зна­ме­на­тель: R в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: m_сп v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R конец дроби рав­но­силь­но v в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: G M_Зем, зна­ме­на­тель: R конец дроби ,

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

В ре­зуль­та­те умень­ше­ния R сила при­тя­же­ния со сто­ро­ны Земли уве­ли­чи­ва­ет­ся, а зна­чит, цен­тро­стре­ми­тель­ное уско­ре­ние спут­ни­ка уве­ли­чи­ва­ет­ся. Из по­след­не­го со­от­но­ше­ния ясно, что ско­рость дви­же­ния уве­ли­чи­ва­ет­ся.

По­тен­ци­аль­ная энер­гия вза­и­мо­дей­ствия спут­ни­ка и Земли да­ет­ся вы­ра­же­ни­ем:

E= минус дробь: чис­ли­тель: GM_Зm_сп, зна­ме­на­тель: R конец дроби

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

 

Ответ: 121.

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 06.06.2013. Ос­нов­ная волна. Си­бирь. Ва­ри­ант 6
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Гость 10.06.2015 20:35

По усло­вию, спут­ник вы­пол­нил тор­мо­же­ние, если по­ду­мать ло­ги­че­ски, то ско­рость умень­шит­ся.

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