Задание 5 ЕГЭ по физике · задача F64C40
Искусственный спутник обращается вокруг Земли по вытянутой эллиптической орбите. В некоторый момент времени спутник проходит точку минимального удаления от Земли. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно движения спутника.
| 1) | Кинетическая энергия спутника при прохождении этого положения максимальна. | |
| 2) | Сила притяжения спутника к Земле в этом положении максимальна. | |
| 3) | Полная механическая энергия спутника в этом положении достигает максимума. | |
| 4) | Скорость спутника при прохождении этого положения минимальна. | |
| 5) | Ускорение спутника при прохождении этого положения равно 0. |
Показать ответ и разбор
Ответ: 12 (верны: 1, 2)
Разбор
Спутник движется по эллиптической орбите, и точка минимального удаления от Земли — это перигей.
Шаг 1. Сила притяжения $F = GMm/r^{2}$. В перигее r минимально, значит F максимальна. Утверждение 2 верно.
Шаг 2. Механическая энергия $E = K + U$. В замкнутой орбите без сопротивления полная энергия постоянна, поэтому утверждение 3 неверно.
Шаг 3. В перигее потенциальная энергия $U =$ –GMm/r минимальна (по модулю максимальна). По закону сохранения энергии кинетическая энергия $K = E$ – U максимальна. Скорость тоже максимальна. Утверждение 1 верно, 4 неверно.
Шаг 4. Ускорение направлено к центру Земли и не равно нулю (второй закон Ньютона). Утверждение 5 неверно.
Таким образом, правильные утверждения — 1 и 2.
Шаг 1. Сила притяжения $F = GMm/r^{2}$. В перигее r минимально, значит F максимальна. Утверждение 2 верно.
Шаг 2. Механическая энергия $E = K + U$. В замкнутой орбите без сопротивления полная энергия постоянна, поэтому утверждение 3 неверно.
Шаг 3. В перигее потенциальная энергия $U =$ –GMm/r минимальна (по модулю максимальна). По закону сохранения энергии кинетическая энергия $K = E$ – U максимальна. Скорость тоже максимальна. Утверждение 1 верно, 4 неверно.
Шаг 4. Ускорение направлено к центру Земли и не равно нулю (второй закон Ньютона). Утверждение 5 неверно.
Таким образом, правильные утверждения — 1 и 2.