Консервативными силами ( потенциальными силами) называют такие силы работа которых не зависит от формы траектории а зависит от начального и конечного положения тела работа силы тяжести вычисляется по формуле A=m*g*h1-m*g*h2=m*g*(h1-h2) Эта работа зависит от начальной и конечной высоты и не зависит по какой траектории двигается тело. Значит сила тяжести является консервативной ( потенциальной силой Кроме того для замкнутой траектории h1=h2 Значит для замкнутой траектории работа консервативных сил равна нулю
Поскольку P = nkT то концентрация молекул воздуха на этой высоте будет равна n = P/(kT) где P = 1.37·10⁴ Па - давление T = 1226 K - температура k = 1.4·10⁻²³ Дж/град - постоянная Больцмана Количество N молекул в объёме цилиндра с основанием, равным сечению спутника S = 1 м³ и высотой Н = vt где v - скорость спутника на орбите t - некоторое время полёта равно N = nSvt Таким образом, количество соударений молекул со спутником в единицу времени будет: N/t = nSv Скорость спутника на круговой орбите на высоте h = 200 000 м над поверхностью Земли равно: v = R√(g/(R + h)) (выводить не буду, здесь и так избыток алгебры) где R = 6 400 000 м g = 10 м c⁻² Таким образом, искомое количество соударений молекул со спутником в единицу времени составляет: N/t = SPR√((g/(R + h))/(kT) = 1·1.37·10⁴·6.4·10⁶√((10/(6.6·10⁶))/(1.4·10⁻²³·1226) = 6·10³³ молекул в секунду
работа силы тяжести вычисляется по формуле A=m*g*h1-m*g*h2=m*g*(h1-h2)
Эта работа зависит от начальной и конечной высоты и не зависит по какой траектории двигается тело. Значит сила тяжести является консервативной ( потенциальной силой
Кроме того для замкнутой траектории h1=h2
Значит для замкнутой траектории работа консервативных сил равна нулю
P = nkT
то концентрация молекул воздуха на этой высоте будет равна
n = P/(kT)
где
P = 1.37·10⁴ Па - давление
T = 1226 K - температура
k = 1.4·10⁻²³ Дж/град - постоянная Больцмана
Количество N молекул в объёме цилиндра с основанием, равным сечению спутника
S = 1 м³
и высотой
Н = vt
где
v - скорость спутника на орбите
t - некоторое время полёта
равно
N = nSvt
Таким образом, количество соударений молекул со спутником в единицу времени будет:
N/t = nSv
Скорость спутника на круговой орбите на высоте
h = 200 000 м
над поверхностью Земли равно:
v = R√(g/(R + h)) (выводить не буду, здесь и так избыток алгебры)
где
R = 6 400 000 м
g = 10 м c⁻²
Таким образом, искомое количество соударений молекул со спутником в единицу времени составляет:
N/t = SPR√((g/(R + h))/(kT) = 1·1.37·10⁴·6.4·10⁶√((10/(6.6·10⁶))/(1.4·10⁻²³·1226) = 6·10³³ молекул в секунду