Высота полета искусственного спутника над Землей увеличилась с 400 до 500 км. Как изменились в результате этого скорость спутника и его потенциальная энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1. Увеличится.
2. Уменьшится.
3. Не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Скорость спутника | Потенциальная энергия спутника |
При движении по круговой орбите радиус скорость спутника, его центростремительное ускорение и радиус орбиты связаны соотношением В поле тяжести планеты ускорение равно
где M — масса планеты. Таким образом, скорость зависит от радиуса по закону
При увеличении радиуса орбиты скорость уменьшается.
В поле тяжести планеты потенциальная энергия спутника равна где m — масса спутника. При увеличении радиуса орбиты потенциальная энергия увеличивается.
Ответ: 21.


Почему в поле тяжести планеты потенциальная энергия спутника отрицательна?
Ноль потенциальной энергии считается на бесконечном удалении от планеты, поэтому энергия получается отрицательной.
А не проще написать, что Потенциальную энергию спутника можно определить как E=mgh=mgR. Так как радиус орбиты увеличился, то и потенциальная энергия спутника также увеличивается.
Поле силы тяжести можно считать однородным только при небольшом изменении расстояний, тогда потенциальная энергия приобретает вид
При рассмотрении расстояний сравнимых с размером планеты поле тяжести неоднородно и эта формула неприменима.