Задание 5 ЕГЭ по физике · задача 9F9A86
Искусственный спутник обращается вокруг Земли по вытянутой эллиптической орбите. В некоторый момент времени спутник проходит положение минимального удаления от Земли. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.
| 1) | Потенциальная энергия спутника в этом положении максимальна. | |
| 2) | Сила притяжения спутника к Земле в этом положении минимальна. | |
| 3) | При движении спутника его полная механическая энергия остаётся неизменной. | |
| 4) | Скорость спутника при прохождении этого положения максимальна. | |
| 5) | Ускорение спутника при прохождении этого положения равно 0. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 34 (верны: 3, 4)
Разбор
Шаг 1. Спутник находится в точке минимального удаления от Земли — это перигей эллиптической орбиты.
Шаг 2. Сила притяжения $F = GMm/r^{2}$ максимальна именно здесь, потому что r минимально. Значит, утверждение 2 неверно.
Шаг 3. Потенциальная энергия Eп $=$ –GMm/r тоже минимальна (по модулю наибольшая), а не максимальна. Утверждение 1 неверно.
Шаг 4. По закону сохранения механической энергии (гравитационное поле консервативно, других сил нет) полная энергия $E = E$к + Eп остаётся постоянной на всей орбите. Утверждение 3 верно.
Шаг 5. В перигее кинетическая энергия максимальна, следовательно, и скорость максимальна. Утверждение 4 верно.
Шаг 6. Ускорение $a = GM/r^{2}$ направлено к центру Земли и максимально по величине, поэтому не равно нулю. Утверждение 5 неверно.
Правильные утверждения: 3 и 4.
Шаг 2. Сила притяжения $F = GMm/r^{2}$ максимальна именно здесь, потому что r минимально. Значит, утверждение 2 неверно.
Шаг 3. Потенциальная энергия Eп $=$ –GMm/r тоже минимальна (по модулю наибольшая), а не максимальна. Утверждение 1 неверно.
Шаг 4. По закону сохранения механической энергии (гравитационное поле консервативно, других сил нет) полная энергия $E = E$к + Eп остаётся постоянной на всей орбите. Утверждение 3 верно.
Шаг 5. В перигее кинетическая энергия максимальна, следовательно, и скорость максимальна. Утверждение 4 верно.
Шаг 6. Ускорение $a = GM/r^{2}$ направлено к центру Земли и максимально по величине, поэтому не равно нулю. Утверждение 5 неверно.
Правильные утверждения: 3 и 4.