Bài 4.64 trang 57 Sách bài tập Vật lí 10 Nâng cao

Khi hạ thấp quỹ đạo chuyển động và đi vào lớp khí quyển trên cao, vận tốc của vệ tinh nhân tạo sẽ thay đổi như thế nào ?

Giải:

Do có lực cản của khí quyển, vệ tinh dần dần hạ thấp độ cao và bán kính quỹ đạo giảm. Nếu vẫn coi quỹ đạo là gần tròn, ta có :

\({{m{v^2}} \over R} = {{GmM} \over {{R^2}}}\), với R là bán kính quỹ đạo.

Từ đó : \(v = \sqrt {{{GM} \over R},} \) tức là v tăng khi R giảm.

Còn có thể giải thích một cách khác : Khi R giảm thì quỹ đạo chuyển dần thành đường xoáy ốc. Lúc đó, hình chiếu của lực hấp dẫn lên phương của vận tốc là khác không và lực hấp dẫn sinh công làm tăng vận tốc (Hình 4.2G).

Phép tính cho thấy độ tăng vận tốc chậm hơn độ giảm thế năng, do đó cơ năng toàn phần của vệ tinh vẫn giảm (vì có công cản của lực ma sát khí quyển ).

Vận tốc của vệ tinh tăng liên tục, do đó khi đi vào khí quyển dày đặc bao quanh Trái Đất, vệ tinh sẽ bị bốc cháy.

Sachbaitap.com