На круговой орбите гравитационное ускорение равно центростремительному. Это записывается так: v^2/(R+h) = gam*M/(R+h)^2 здесь gam - универсальная гравитационная постоянная, M - масса Земли, R - радиус Земли. учитывая, что g = gam*M/R^2, уравнение можно переписать так: v^2/(R+h) = g*R^2/(R+h)^2, где g - ускорение свободного падения близ поверхности Земли. Решая уравнение относительно линейной скорости v, получаем: v = R*sqrt(g/(R+h)). Подставляя величины (радиус и высоту необходимо перевести в метры!), получаем скорость на орбите v = 6532 м в сек.
Если решать эту задачу по школьному, без привлечения инструментария матанализа, то рассуждать можно следующим образом, - в любой точке траектории ускорение свободного падения может быть разложено на две составляющих - вдоль касательной к траектории (нормальное ускорение) и вдоль нормали к траектории (центростремительное ускорение), нам нужна вторая величина, так как она позволяет рассчитать искомый радиус. В наивысшей точке подъема мяча, очевидно, что центростремительное ускорение целиком совпадает с ускорением свободного падения:
Откуда:
Горизонтальная составляющая скорости будет везде одинакова и равна (учтем что 54 км/ч=15 м/с):
Это записывается так: v^2/(R+h) = gam*M/(R+h)^2
здесь gam - универсальная гравитационная постоянная, M - масса Земли, R - радиус Земли.
учитывая, что g = gam*M/R^2, уравнение можно переписать так:
v^2/(R+h) = g*R^2/(R+h)^2, где g - ускорение свободного падения близ поверхности Земли.
Решая уравнение относительно линейной скорости v, получаем:
v = R*sqrt(g/(R+h)). Подставляя величины (радиус и высоту необходимо перевести в метры!), получаем скорость на орбите v = 6532 м в сек.
11,25 м
Объяснение:
Если решать эту задачу по школьному, без привлечения инструментария матанализа, то рассуждать можно следующим образом, - в любой точке траектории ускорение свободного падения может быть разложено на две составляющих - вдоль касательной к траектории (нормальное ускорение) и вдоль нормали к траектории (центростремительное ускорение), нам нужна вторая величина, так как она позволяет рассчитать искомый радиус. В наивысшей точке подъема мяча, очевидно, что центростремительное ускорение целиком совпадает с ускорением свободного падения:
Откуда:
Горизонтальная составляющая скорости
будет везде одинакова и равна (учтем что 54 км/ч=15 м/с):
Искомый радиус кривизны траектории: