Задание 6 ЕГЭ по физике · задача BDFED1
| 1) | увеличилась |
| 2) | уменьшилась |
| 3) | не изменилась |
| Потенциальная энергия спутника | Центростремительное ускорение спутника |
В результате перехода с одной круговой орбиты на другую скорость движения спутника Земли увеличилась. Как изменились в результате этого перехода потенциальная энергия спутника в поле тяжести Земли и его центростремительное ускорение? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Показать ответ и разбор
Ответ: 21
Разбор
Сначала разберёмся, что произошло с орбитой. Для круговой орбиты спутника сила тяготения даёт центростремительное ускорение:
$GMm/r^{2} = m v^{2}/r$
Отсюда $v^{2} = GM/r$. Скорость растёт только при уменьшении радиуса орбиты r. Значит, спутник перешёл на более низкую орбиту.
Потенциальная энергия в поле Земли: $U =$ –GMm/r. При уменьшении r модуль U растёт, а сама величина U становится меньше (более отрицательной). Поэтому потенциальная энергия уменьшилась — цифра 2.
Центростремительное ускорение $a = v^{2}/r$. Подставляя $v^{2} = GM/r$, получаем $a = GM/r^{2}$. При уменьшении r ускорение увеличивается. Значит, центростремительное ускорение увеличилось — цифра 1.
$GMm/r^{2} = m v^{2}/r$
Отсюда $v^{2} = GM/r$. Скорость растёт только при уменьшении радиуса орбиты r. Значит, спутник перешёл на более низкую орбиту.
Потенциальная энергия в поле Земли: $U =$ –GMm/r. При уменьшении r модуль U растёт, а сама величина U становится меньше (более отрицательной). Поэтому потенциальная энергия уменьшилась — цифра 2.
Центростремительное ускорение $a = v^{2}/r$. Подставляя $v^{2} = GM/r$, получаем $a = GM/r^{2}$. При уменьшении r ускорение увеличивается. Значит, центростремительное ускорение увеличилось — цифра 1.