Считая первую космическую скорость (скорость, необходимую для того, чтобы тело могло покинуть Землю и стать искусственным спутником Земли) равной приблизительно 8 км/с, выразите её в км/ч. За какое время с такой скоростью можно было бы пролететь расстояние, равное длине земного экватора?
Дано:
v = 8 км/с;
S = 40 075 км;
Найти:
v (км/ч) − ?
t − ?
Решение:
$v = \frac{8}{\frac{1}{3600}} = 28800$ км/ч;
$t = \frac{S}{v}$;
$t = \frac{40075}{28800} = 1,39$ ч = 83 мин.
Ответ: 28800 км/ч; 83 мин.
Для того чтобы решить задачу, необходимо понять основные физические понятия и формулы, которые помогут выполнить все расчёты. Разберём их пошагово.
Первая космическая скорость
Первая космическая скорость — это минимальная скорость, которую должно иметь тело, чтобы преодолеть силу притяжения Земли и стать её спутником, перемещаясь по круговой орбите около поверхности планеты. Эта скорость определяется только силой гравитации и радиусом Земли. Приблизительное значение для первой космической скорости у поверхности Земли составляет 8 км/с.
Единицы измерения скорости
Скорость — это физическая величина, которая показывает, какое расстояние тело проходит за единицу времени. Её стандартная единица в системе СИ — метры в секунду (м/с). В задаче скорость дана в километрах в секунду (км/с), однако для выполнения части задачи её нужно перевести в километры в час (км/ч).
Чтобы выполнить перевод, нужно помнить, что:
− 1 час = 3600 секунд.
Это значит, что для перевода скорости из км/с в км/ч нужно умножить её на 3600.
Расстояние вдоль экватора Земли
Длина экватора Земли — это окружность, которую можно рассчитать, используя известную геометрическую формулу длины окружности:
$$
L = 2 \pi R
$$
где $ R $ — радиус Земли, а $ \pi $ — математическая константа (приблизительно равная 3,14159). Радиус Земли у экватора примерно равен 6371 км, поэтому длину экватора можно принять равной приблизительно $ 40\,075 $ км.
Связь между скоростью, временем и расстоянием
Основное уравнение кинематики, которое связывает скорость, время и пройденное расстояние, выглядит следующим образом:
$$
v = \frac{s}{t}
$$
где:
Если известно значение скорости $ v $ и расстояние $ s $, то время $ t $ можно найти по формуле:
$$
t = \frac{s}{v}
$$
Пожауйста, оцените решение