Ракета установлена ** поверхности Земли и запускается вертикально. При какой минимальной...

+605 голосов
4.5m просмотров

Ракета установлена на поверхности Земли и запускается вертикально. При какой минимальной скорости, сообщенной ракете при старте, она удалится от поверхности Земли на расстояние равное двойному радиусу Земли? Изменение массы ракеты в процессе движения не учитывать.


Физика (213 баллов) | 4.5m просмотров
Дан 1 ответ
+49 голосов
Правильный ответ

Ответ:

9,1 км/с

Объяснение:

Для гравитационного поля можно ввести понятие потенциала:

\displaystyle \phi=-G\frac{M}{R}

Работа по удалению ракеты от поверхности земли равна разности её потенциальных энергий:

\displaystyle A=W_2-W_1=m(\phi_2-\phi_1)=m(-G\frac{M}{3R}+G\frac{M}{R} )

С другой стороны, эта работа равна кинетической энергии, сообщенной ракете:

\displaystyle \frac{mv^2}{2}=mGM(\frac{1}{R}-\frac{1}{3R} )

Отсюда, искомая скорость:

\displaystyle v=\sqrt{2GM(\frac{1}{R}-\frac{1}{3R} )} =\sqrt{2*6.67*10^{-11}*5.97*10^{24}*(\frac{1}{6.37*10^6}-\frac{1}{3*6.37*10^6} )} =\\=9130 м/с. или 9,1 км/с.

(18.5k баллов)