Изменение физических величин в процессах: механические и тепловые явления · 72 задания
- Задание №12№12
В бассейне под водой установлен динамик, излучающий звук определённой частоты. Часть звуковой волны отражается от поверхности воды, а часть преломляет…
Механические волны
- Задание №12№12
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются объём газа и давление газа? Для каждой величины определите соответствующий харак…
Основные положения МКТ
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают встакан, частично заполненный водой, до полного погружения груза (см.рисунок). Как в…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются полная механическая энергия и внутре…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12
Деревянный кубик опустили в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок). Как после погружения куби…
Давление
- Задание №12№12
2 литра воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см. рисунок). Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно…
Давление
- Задание №12№12
На покоящееся тело, находящееся на гладкой горизонтальной плоскости, начинают действовать две горизонтальные силы, лежащие на одной прямой (см. рисуно…
Второй закон Ньютона
- Задание №12№12
Свинцовый шар подброшен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, укажите, как изменяются по мере движени…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №12№12
Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой (см. рисунок). Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на…
Давление
- Задание №12№12
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость _0 , начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как из…
Второй закон Ньютона
Космический корабль, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, сместился на другую круговую орбиту, меньшего радиуса. Как изменились
в результате этого перехода модуль скорости корабля и период его обращения вокруг Земли?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличилась |
2) | уменьшилась |
3) | не изменилась |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
12
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем движение космического корабля по круговой орбите под действием силы тяготения Земли.
1. Модуль скорости корабля.
На космический корабль массой m, движущийся по круговой орбите радиусом r вокруг Земли массой M, действует сила всемирного тяготения. Согласно второму закону Ньютона, эта сила сообщает кораблю центростремительное ускорение:
Fтяг=m⋅aц
Подставим формулы для силы тяготения и центростремительного ускорения:
G⋅r2M⋅m=m⋅rv2
Сократив на массу корабля m и один радиус r, получим выражение для квадрата скорости:
v2=rG⋅M, откуда v=rG⋅M.
Из формулы видно, что скорость v обратно пропорциональна корню квадратному из радиуса орбиты. По условию задачи радиус орбиты уменьшился. Следовательно, модуль скорости корабля увеличился (1).
2. Период обращения корабля.
Период обращения T — это время, за которое корабль совершает один полный оборот по окружности длиной 2πr:
T=v2πr
Подставим в эту формулу выражение для скорости v=rG⋅M:
T=rG⋅M2πr=2π⋅G⋅Mr3.
Из полученной формулы (которая также является следствием третьего закона Кеплера) видно, что при уменьшении радиуса орбиты r период обращения T также уменьшается. Таким образом, период обращения корабля уменьшился (2).
Ответ: 12
Источник: ФИПИ