Satelita Ziemi krąży wokół niej po orbicie równej 2R (R - promień Ziemi). Jaką pracę należy wykonać, by przenieść satelitę na orbitę równą 4R?

Satelita Ziemi krąży wokół niej po orbicie równej 2R (R - promień Ziemi). Jaką pracę należy wykonać, by przenieść satelitę na orbitę równą 4R?
Odpowiedź

Najpierw należy określić całkowitą energię mechaniczną jaką ma satelita krążący na orbicie o promieniu r. Składa się ona z energii potencjalnej i kinetycznej: Em = Ep + Ek = -G·M·m/r + m·v²/2      ,    gdzie prędość v jest I prędkością kosmiczną na tej orbicie v = √(G·M/r)   Po wstawieniu v mamy: Em = -G·M·m/r + m·G·M/(2·r) = -G·M·m/r (1 - 1/2) = -G·M·m/(2·r)   Wykorzystując tę zależność określamy energię na pierwszej (r = 2R) i drugiej (r = 4R)orbicie: Em1 = -G·M·m/(4·R)                 Em2 = -G·M·m/(8·R)   Szukana praca jest różnicą tych energii: W = Em2 - Em1 =  -G·M·m/(8·R) -  -G·M·m/(4·R) = G·M·m/R · (-1/8 + 1/4)   W = G·M·m/(8·R)

Dodaj swoją odpowiedź