Đồ thị trong Hình 4.4 mô tả sự phụ thuộc của thế hấp dẫn vào khoảng cách đến tâm Trái Đất

Trần Thị Thùy Linh Ngày: 11-03-2024 Lớp 11

178

Với giải Luyện tập trang 24 Chuyên đề Vật lí 11 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 4: Thế năng hấp dẫn. Thế hấp dẫn hấp dẫn giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải, từ đó biết cách làm bài tập Chuyên đề Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Đồ thị trong Hình 4.4 mô tả sự phụ thuộc của thế hấp dẫn vào khoảng cách đến tâm Trái Đất

Luyện tập trang 24 Chuyên đề Vật Lí 11: Đồ thị trong Hình 4.4 mô tả sự phụ thuộc của thế hấp dẫn vào khoảng cách đến tâm Trái Đất.

Đồ thị trong Hình 4.4 mô tả sự phụ thuộc của thế hấp dẫn vào khoảng cách đến tâm Trái Đất

a) Dựa vào đồ thị, xác định thế năng hấp dẫn của một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 8,2.10² kg đang bay ở quỹ đạo quanh Trái Đất, cách tâm Trái Đất 10⁷ m.

b) Xác định động năng của vệ tinh này, từ đó suy ra tốc độ của nó.

c) Xác định công cần thiết để đưa vệ tinh từ quỹ đạo đang xét lên quỹ đạo cách tâm Trái Đất 2.10⁷ m.

Lời giải:

a) Thế năng hấp dẫn của vệ tinh:

$W_{t h d} = - G \frac{M m}{r} = - 6, {67.10}^{- 11} . \frac{5, {97.10}^{24} .8, {2.10}^{2}}{10^{7}} = - 3, {27.10}^{10} J$

b) Thế năng hấp dẫn của vệ tinh ở bề mặt Trái Đất:

$W_{t h d} = - G \frac{M m}{R} = - 6, {67.10}^{- 11} . \frac{5, {97.10}^{24} .8, {2.10}^{2}}{{6371.10}^{3}} = - 5, {125.10}^{10} J$

Thế năng cần thiết để đưa vệ tinh bay vào không gian quỹ đạo: W_t = 5,125.10¹⁰ J

Theo định luật bảo toàn cơ năng.

Động năng của vệ tinh bằng với thế năng khi vệ tinh ở quỹ đạo. W_đ = W_t = 5,125.10¹⁰ J

Tốc độ của vệ tinh: $v = \sqrt{\frac{2 W_{d}}{m}} = \sqrt{\frac{2 W_{t}}{m}} = \sqrt{\frac{2.5, {125.10}^{10}}{8, {2.10}^{2}}} = 11, 2 k m / s$

c) Công cần thiết để đưa vệ tinh từ quỹ đạo đang xét lên quỹ đạo cách tâm Trái Đất 2.10⁷ m bằng độ giảm thế năng:

$A = W_{t 1} - W_{t 2} = G M m (\frac{1}{r_{1}} - \frac{1}{r_{2}}) = 6, {67.10}^{- 11} .5, {97.10}^{24} .8, {2.10}^{2} . (\frac{1}{10^{7}} - \frac{1}{{2.10}^{7}}) = 1, {63.10}^{10} J$

Xem thêm các bài giải chuyên đề học tập Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Mở đầu trang 20 Chuyên đề Vật Lí 11: Theo thống kê của Liên minh các nhà khoa học (UCS), đến tháng 1 năm 2021...

Câu hỏi 1 trang 20 Chuyên đề Vật Lí 11: Công của lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên một vật khi vật này

Luyện tập trang 21 Chuyên đề Vật Lí 11: Xét một thiên thạch đang chuyển động xung quanh Trái Đất theo một quỹ đạo...

Câu hỏi 2 trang 21 Chuyên đề Vật Lí 11: Dựa vào công thức (4.2), xác định công của lực hấp dẫn của Trái Đất...

Câu hỏi 3 trang 22 Chuyên đề Vật Lí 11: Từ biểu thức thế hấp dẫn (4.4), rút ra trong trường hợp gần bề mặt Trái Đất,...

Câu hỏi 4 trang 22 Chuyên đề Vật Lí 11: Dựa vào kết quả của Ví dụ 1, giải thích tại sao khi đưa một vật lên cao từ bề mặt Trái Đất...

Câu hỏi 5 trang 23 Chuyên đề Vật Lí 11: Thiết lập công thức và tính thế hấp dẫn của Hoả Tinh (trong Ví dụ 2)...