W wyniku przejścia z jednego. Przeniesienie satelity z jednej orbity na drugą. Algorytm rozwiązania problemu

Dom

Barwnik

Demonstracja Opcja ujednoliconego egzaminu państwowego 2019 – zadanie nr 6. Sztuczny satelita Ziemi przesunął się z jednej orbity kołowej na drugą; na nowej orbicie jego prędkość ruchu jest mniejsza niż na poprzedniej. Jak zmieniła się energia potencjalna satelity w polu grawitacyjnym Ziemi i okres jego obiegu wokół Ziemi?

1) wzrasta
2) maleje
3) nie ulega zmianie

Zapisz to do stołu

Odpowiedź: 11

Wersja demonstracyjna Unified State Exam 2018 – zadanie nr 6. W wyniku przemieszczania się satelity Ziemi z jednej orbity kołowej na drugą, jego prędkość ruchu maleje. Jak zmienia się przyspieszenie dośrodkowe satelity i okres jego obrotu wokół Ziemi?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:
1) wzrasta
2) maleje
3) nie ulega zmianie

Zapisz to do stołu wybrane liczby dla każdej wielkości fizycznej.
Liczby w odpowiedzi mogą się powtarzać.

Rozwiązanie:

1) Przyspieszenie dośrodkowe satelity: maleje

⇒ a y ↓, F T

⇒ a y ↓, V 2 ↓, r

2) Okres obrotu satelity wokół Ziemi: wzrasta

⇒ r, V ↓, T

Odpowiedź: 21

Wersja demonstracyjna egzaminu Unified State Exam 2017 – zadanie nr 6

Wysokość lotu sztuczny satelita nad Ziemią wzrosła z 400 do 500 km. Jak w rezultacie zmieniła się prędkość satelity i jego energia potencjalna?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1. zwiększone

2. zmniejszone

3. nie uległ zmianie

Zapisz wybrane liczby dla każdej wielkości fizycznej. Liczby w odpowiedzi mogą się powtarzać.

Rozwiązanie:

Na satelitę działa siła grawitacyjna Ziemi, która nadaje mu przyspieszenie dośrodkowe:

R to odległość od satelity do środka Ziemi, która wzrosła, w wyniku czego spadła prędkość ruchu.

Wraz ze wzrostem odległości wzrasta również energia potencjalna.

Odpowiedź: 21

Wersja demonstracyjna egzaminu Unified State Exam 2016 – zadanie nr 6

Solidny drewniany klocek unosi się na powierzchni wody. Jak zmieni się głębokość zanurzenia klocka i siła Archimedesa działająca na klocek, jeśli zostanie on zastąpiony bryłą o tej samej gęstości i wysokości, ale o większej masie?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrośnie

2) zmniejszy się

3) nie ulegnie zmianie

Zapisz wybrane liczby dla każdej wielkości fizycznej w tabeli. Liczby w odpowiedzi mogą się powtarzać.

Rozwiązanie:

Siła Archimedesa to siła wyporu działająca na ciała zanurzone w cieczy,

gdzie jest gęstość cieczy; — objętość ciała; — przyspieszenie swobodnego spadania.

Objętość ciała jest równa , gdzie jest masa ciała; — gęstość ciała.

Podstawiamy do wzoru siły Archimedesa i otrzymujemy: .

Z ostatniego wyrażenia wynika, że siła Archimedesa i masa ciała zależą wprost proporcjonalnie, tj. im większa masa, tym większa siła Archimedesa. Głębokość pozostanie taka sama, ponieważ... głębokość nie zależy od masy, ale zależy od gęstości ciała.

Zadanie 6. W wyniku przejścia sztucznego satelity Ziemi z jednej orbity kołowej na drugą wzrasta jego przyspieszenie dośrodkowe. Jak w wyniku tego przejścia zmienia się prędkość orbity satelity i okres jego obrotu wokół Ziemi?

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Na satelitę wpływa jedynie siła grawitacji Ziemi

gdzie M jest masą Ziemi; m jest masą satelity; R jest promieniem orbity. Zgodnie z drugim prawem Newtona możemy zapisać:

gdzie a – pełni rolę przyspieszenia dośrodkowego. To pokazuje, że wraz ze wzrostem przyspieszenia promień orbity będzie się zmniejszał.

Zastanówmy się teraz, jak zmieni się prędkość satelity w zależności od promienia orbity. Podstawiając zamiast przyspieszenia, otrzymujemy:

Oznacza to, że gdy R maleje, prędkość satelity wzrasta.

Okres obiegu satelity wokół Ziemi to czas, w jakim satelita wykonuje jeden obrót wokół Ziemi. Jeśli promień orbity maleje, a przyspieszenie dośrodkowe wzrasta, wówczas prędkość satelity wzrasta. W ten sposób satelita pokonuje krótszą odległość z większą prędkością, a jego okres maleje.

Odpowiedź: 12.

Zadanie 6. Drewniany klocek spoczywa na nierównej, pochyłej płaszczyźnie. Zmniejszono kąt nachylenia samolotu. Jak zmieniła się siła tarcia statycznego działająca na klocek oraz współczynnik tarcia klocka na płaszczyźnie? Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) zwiększone

2) zmniejszona

3) nie uległa zmianie

Rozwiązanie.

Ponieważ klocek pozostaje w spoczynku, siła tarcia statycznego równoważy siłę przesuwania klocka (siła styczna). Wraz ze spadkiem kąta nachylenia maleje siła styczna, zatem zgodnie z trzecim prawem Newtona maleje również siła tarcia statycznego.

Współczynnik tarcia bloku o powierzchnię zależy tylko od materiału stykających się płaszczyzn i ich powierzchni, to znaczy nie ulegnie zmianie.

Odpowiedź: 23.

Zadanie 6. Kamień rzucono w górę pod kątem do poziomu. Opór powietrza jest znikomy. Jak zmienia się moduł przyspieszenia kamienia i jego energia potencjalna w polu grawitacyjnym, gdy kamień porusza się w górę?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Rzut ruchu kamienia na oś Oy (oś pionowa) można zapisać w postaci

Z tego wyrażenia jasno wynika, że przyspieszenie kamienia jest równe g - przyspieszenie swobodnego spadania, to znaczy się nie zmienia.

Energia potencjalna kamienia wynosi

i wzrasta wraz ze wzrostem wysokości, to znaczy podczas ruchu w górę energia potencjalna wzrasta.

Odpowiedź: 31.

Zadanie 6. Masywny ciężar zawieszony pod sufitem na sprężynie powoduje swobodne drgania pionowe. Sprężyna jest cały czas naciągnięta. Jak zachowuje się energia potencjalna ładunku w polu grawitacyjnym i jego prędkość, gdy ładunek porusza się w górę od położenia równowagi?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Energię potencjalną obciążenia określa się za pomocą wyrażenia

gdzie m jest masą ładunku; h – wysokość ładunku nad poziomem gruntu.

Problem polega na tym, że sprężyna jest stale naciągnięta i w tym stanie obciążenie przesuwa się w górę. Ze wzoru jasno wynika, że wysokość ładunku h wzrasta, dlatego wzrośnie również energia potencjalna ładunku. Prędkość v ciała będzie malała w miarę poruszania się ładunku wbrew grawitacji i stopniowo zatrzymuje się.

Odpowiedź: 12.

Zadanie 6. Obciążenie wahadła sprężynowego pokazane na rysunku powoduje drgania harmoniczne swobodne pomiędzy punktami 1 i 3. Jak zmienia się prędkość obciążenia i sztywność sprężyny, gdy ciężar wahadła przesuwa się z punktu 1 do punktu 2?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Ponieważ pomiędzy punktami 1-3 występują oscylacje, w punkcie 1 obciążenie ma prędkość zerową, natomiast w punkcie 2 prędkość osiąga wartość maksymalną, czyli wzrasta. Sztywność sprężyny zależy od właściwości fizyczne sama sprężyna jest wielkością stałą (niezmienną).

Odpowiedź: 13.

Zadanie 6. W wyniku hamowania w górnych warstwach atmosfery wysokość lotu sztucznego satelity nad Ziemią spadła z 400 do 300 km. Jak w rezultacie zmieniła się prędkość satelity i jego przyspieszenie dośrodkowe?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) zwiększone

2) zmniejszona

3) nie uległa zmianie

Rozwiązanie.

Zgodnie z prawem powszechnego ciążenia satelita będzie przyciągany do Ziemi z siłą

gdzie m jest masą satelity; M – masa Ziemi; R jest promieniem orbity satelity. Zgodnie z drugim prawem Newtona możemy to zapisać

gdzie jest przyspieszenie dośrodkowe satelity. Łącząc te dwa wyrażenia mamy:

Ze wzoru wynika, że wraz ze spadkiem promienia orbity R wzrasta prędkość satelity v i jego przyspieszenie dośrodkowe.

Odpowiedź: 11.

zadanie 6. W wyniku przemieszczania się satelity Ziemi z jednej orbity kołowej na drugą, jego przyspieszenie dośrodkowe maleje. Jak w wyniku tego przejścia zmienia się energia potencjalna satelity w polu grawitacyjnym Ziemi i prędkość jego orbity?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Satelita Ziemi o masie m i Ziemia o masie M przyciągają się do siebie w odległości R siłą powszechnej grawitacji

Na mocy drugiego prawa Newtona siłę tę można również przedstawić w postaci

gdzie jest przyspieszenie dośrodkowe satelity. Łącząc równania mamy:

skąd pochodzi promień orbity?

Z ostatniego wzoru wynika, że wraz ze spadkiem przyspieszenia dośrodkowego wzrasta promień orbity R satelity. Dowiedzmy się, jak zmieni się energia potencjalna satelity i prędkość jego orbity.

Przyspieszenie dośrodkowe można zapisać jako , gdzie v jest prędkością satelity

a jego energię potencjalną definiuje się jako energię grawitacyjną powstałą w wyniku wzajemnego przyciągania satelity i Ziemi:

Dwa ostatnie wzory pokazują, że wraz ze wzrostem R prędkość satelity maleje, a energia potencjalna wzrasta (zwróć uwagę na znak „-” przed wzorem energia potencjalna satelita).

Odpowiedź: 12.

Zadanie 6. Masywny ciężar zawieszony pod sufitem na sprężynie powoduje swobodne drgania pionowe. Sprężyna jest cały czas naciągnięta. Jak zachowuje się energia potencjalna sprężyny i prędkość masy, gdy masa porusza się w dół od położenia równowagi?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Położenie równowagi to położenie, w którym prędkość maksymalna wynosi ruch oscylacyjnyładunek W konsekwencji, podczas ruchu w dół od położenia równowagi, prędkość ładunku maleje.

Energia potencjalna sprężyny jest proporcjonalna do odkształcenia sprężyny i poruszając się w dół, sprężyna rozciąga się, a jej energia potencjalna wzrasta.

Odpowiedź: 12.

Zadanie 6. Na ciało o masie m, poruszające się translacyjnie w inercjalnym układzie odniesienia, działa stała siła wypadkowa F w czasie ∆t. Jeżeli siła działająca na ciało wzrośnie, to jak zmieni się moduł impulsu siły i moduł zmiany pędu ciała w tym samym okresie czasu ∆t?

1) wzrośnie

2) zmniejszy się

3) nie ulegnie zmianie

Rozwiązanie.

Wraz ze wzrostem siły F=ma wzrasta również przyspieszenie ciała. Zwiększenie przyspieszenia powoduje wzrost prędkości. W związku z tym wzrośnie również pęd ciała. Zwiększy się także moduł zmiany pędu ciała, gdyż ciało porusza się ze stałym przyspieszeniem, większym niż dotychczas, a wartość jest proporcjonalna do przyspieszenia.

Odpowiedź: 11.

Zadanie 6. Na ciało o masie m, poruszające się translacyjnie w inercjalnym układzie odniesienia, działa stała siła wypadkowa F w czasie ∆t. Jeżeli siła działająca na ciało maleje, to jak zmieni się moduł impulsu siły i moduł przyspieszenia ciała w tym samym okresie czasu ∆t? Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrośnie

2) zmniejszy się

3) nie ulegnie zmianie

Rozwiązanie.

Wraz ze spadkiem siły F=ma maleje także przyspieszenie ciała. Moduł impulsu siły, równy zmianie pędu ciała, będzie się zmniejszał wraz ze spadkiem przyspieszenia, ponieważ prędkość końcowa v będzie mniejsza.

Odpowiedź: 22.

Zadanie 6. Piłka rzucona poziomo z wysokości H z prędkością początkową v0 w czasie t przeleciała odległość L w kierunku poziomym (patrz rysunek). Co stanie się z czasem i zasięgiem lotu, jeśli przy użyciu tej samej instalacji prędkość początkowa piłki wzrośnie 2-krotnie? Pomiń opór powietrza. Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter jej zmiany:

1) wzrośnie

2) zmniejszy się

3) nie ulegnie zmianie

Rozwiązanie.

Czas lotu piłki będzie równy czasowi jej upadku z wysokości H, gdyż początkowa prędkość pionowa wynosi zero. Dlatego zmieniając początkową prędkość poziomą piłki o współczynnik 2, czas lotu pozostanie taki sam.

Przy dwukrotnym wzroście prędkości i takim samym czasie lotu długość L=vt podwoi się.

Odpowiedź: 31.

Zadanie 6. Stalowa kula wisi na nitce przywiązanej do statywu. Kula jest całkowicie zanurzona w nafcie (ryc. 1). Następnie szklankę z naftą zastąpiono szklanką wody i kula w całości znalazła się w wodzie (ryc. 2). Jak zmieniła się siła naciągu nici i siła Archimedesa działająca na kulkę?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter jej zmiany:

1) zwiększone

2) zmniejszona

3) nie uległa zmianie

Rozwiązanie.

Siła naciągu nici jest równa wypadkowej sile działającej na kulkę. Na kulkę działa siła ciężkości mg i siła wyporu Archimedesa skierowana w przeciwnym kierunku, to znaczy wypadkowa siła, a co za tym idzie, naprężenie nici, są równe:

gdzie V jest objętością ciała zanurzonego w cieczy; - gęstość cieczy. Ponieważ gęstość nafty wynosi kg/m3, a gęstość wody kg/m3, siła wyporu Archimedesa w przypadku wody jest większa niż w przypadku nafty. W rezultacie napięcie nici podczas wymiany nafty na wodę zmniejszy się, a siła Archimedesa wzrośnie.

Odpowiedź: 21.

Zadanie 6. W laboratorium szkolne zbadaj swobodne oscylacje wahadła sprężystego w różne znaczenia masa wahadła. Jak zmieni się okres jego swobodnych oscylacji i okres zmiany jego energii potencjalnej, jeżeli zwiększymy masę wahadła bez zmiany sztywności sprężyny? Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Okres swobodnych oscylacji wahadła sprężystego o masie m i sztywności sprężyny k jest równy . W konsekwencji wraz ze wzrostem masy ciała m okres oscylacji będzie się zwiększał.

Energię potencjalną wahadła sprężystego definiuje się jako , gdzie x jest wielkością odkształcenia sprężyny. Łatwo zrozumieć, że wraz ze wzrostem masy wahadła będzie wzrastać rozciągnięcie sprężyny x, a zatem zwiększy się również okres zmiany energii potencjalnej sprężyny.

Odpowiedź: 11.

Zadanie 6. Ze szczytu pochyłej płaszczyzny kasetona zawierająca ładunek o masie m przesuwa się ze stanu spoczynku z przyspieszeniem (patrz rysunek). Jak zmieni się czas ruchu po pochyłej płaszczyźnie oraz moduł pracy ciężkości, jeśli to samo pudło pod obciążeniem o masie m/2 zsunie się z tej samej pochyłej płaszczyzny?

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrośnie

2) zmniejszy się

3) nie ulegnie zmianie

Rozwiązanie.

W pochyłej płaszczyźnie siła ciężkości pudełka utworzonego przez pudełko jest równa

a siła tarcia jest przeciwna do niej i równa

Siła wypadkowa działająca na pudełko w pochyłej płaszczyźnie:

skąd bierze się przyspieszenie pudełka?

Czas potrzebny na podróż pudełka po pochyłej płaszczyźnie można znaleźć ze wzoru

gdzie S jest długością nachylonej płaszczyzny.

Praca wykonana przez grawitację jest ilością

Zatem gdy masa ładunku m zmniejszy się, czas ruchu pudła po pochyłej płaszczyźnie pozostanie taki sam, a praca wykonana przez grawitację będzie się zmniejszać.

Odpowiedź: 32.

Zadanie 6. Solidny drewniany klocek unosi się na powierzchni wody. Jak zmieni się głębokość zanurzenia klocka i siła Archimedesa działająca na klocek, jeśli zostanie on zastąpiony bryłą o tej samej gęstości i wysokości, ale o większej masie? Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrośnie

2) zmniejszy się

3) nie ulegnie zmianie

Rozwiązanie.

Jeśli blok ma tę samą gęstość i wysokość, to wzrost masy można osiągnąć jedynie poprzez zwiększenie jego podstawy, a głębokość jego zanurzenia w wodzie pozostanie taka sama.

Siłę Archimedesa definiuje się jako , gdzie V jest objętością części ciała zanurzonej w wodzie. Ponieważ objętość ta wzrasta (zwiększa się powierzchnia bloku), siła Archimedesa wzrośnie. Ten sam wniosek można wyciągnąć na podstawie tego, że siła Archimedesa musi kompensować siłę grawitacji bloku, a ponieważ jego masa wzrasta, siła grawitacji mg również wzrośnie.

Źródło pracy: Rozwiązanie 2541. Ujednolicony egzamin państwowy 2017. Fizyka. Demidova M. Yu. 30 opcji.

Dla każdej wielkości określ odpowiedni charakter zmiany:

1) wzrasta

2) maleje

3) nie ulega zmianie

Rozwiązanie.

Na satelitę wpływa jedynie siła grawitacji Ziemi

gdzie M jest masą Ziemi; m jest masą satelity; R jest promieniem orbity. Zgodnie z drugim prawem Newtona możemy napisać:

gdzie a – pełni rolę przyspieszenia dośrodkowego. To pokazuje, że wraz ze wzrostem przyspieszenia promień orbity będzie się zmniejszał.

Zastanówmy się teraz, jak zmieni się prędkość satelity w zależności od promienia orbity. Podstawiając zamiast przyspieszenia, otrzymujemy:

Oznacza to, że gdy R maleje, prędkość satelity wzrasta.

Wymagane jest przełożenie sztucznego satelity lecącego po orbicie o promieniu (lub półosi wielkiej, co oczywiście jest takie samo w przypadku orbity kołowej) równym A 1, orbitować z promieniem 2(ryc. 43).

Obliczanie prędkości

Prędkość sztucznego satelity na orbicie o promieniu A jest równe:

w 1 = √(GM / A).

Prędkość tę nazywa się pierwszą prędkością ucieczki na odległość A. Przyjmowanie promienia pierwszej orbity jako jednostki długości A 1, całkę energii można przepisać jako

v 2 = v 1 2 . ((2/ R) — (1 / A)),

Gdzie w 1 - pierwsza prędkość ucieczki na odległość A 1. W interesujących nas przypadkach (przejście z jednej orbity sztucznego satelity Ziemi na drugą i lot z Ziemi na inną planetę) dla A 1 przyjmij wartość promienia Ziemi, czyli promienia orbity Ziemi. W pierwszym przypadku w 1 = 8 km/s, w drugim w 1 = 30 km/s.

Aby przenieść się na orbitę o promieniu 2 konieczne jest przeniesienie sztucznego satelity na orbitę pośrednią, czyli elipsę stykającą się zarówno z orbitą dolną, jak i górną (ryc. 43). Półoś wielka tej elipsy jest równa A pr = ( A 1 + A 2) / 2.

Na orbicie pośredniej (pkt A na rys. 43) w peryferii satelita musi mieć prędkość:

w pr 2 = w 1 2 (2A 2 / (A 2 + A 1)).

Ponieważ w pr > w 1, wówczas aby przenieść się na orbitę pośrednią, konieczne jest zwiększenie prędkości sztucznego satelity.

W punkcie B(Rys. 43) prędkość sztucznego satelity lecącego na orbicie pośredniej jest mniejsza niż pierwsza prędkość ucieczki na tej odległości:

w prv 2 = w 2 2 (2A 1 / (A 2 + A 1)).

Dlatego, aby ostatecznie przejść na nową orbitę, należy ponownie zwiększyć prędkość satelity.

Obliczanie czasu

Jeśli zadaniem nie jest tylko przeniesienie sztucznego satelity z orbity na orbitę, ale zadokowanie z innym sztucznym satelitą (satelitą docelowym), wówczas wystrzelenie musi zostać przeprowadzone w ściśle określonym czasie, aby oba satelity zbliżyły się do punktu B(ryc. 43) w tym samym czasie. Aby to zrobić, docelowy satelita w momencie rozpoczęcia tłumaczenia musi znajdować się w punkcie C. Aby zdefiniować łuk C.B. Skorzystajmy z trzeciego prawa Keplera.

Od okresu orbitalnego docelowego satelity (latającego po orbicie o promieniu A 2) równe T 2 = 1,65 . 10 -4 √A 2 3, a czas lotu jest równy połowie okresu orbity pośredniej t = 1 / 2 T pr = 0,83. 10 -4 √ A pr 3, następnie długość łuku przed Chrystusem znajduje się zgodnie ze wzorem Materiał ze strony

α = 360°. T pr/ T 2 = 180°. √(1/8. (1 + A 1 /A 2)),

który określa czas wystrzelenia sztucznego satelity. Jest on wytwarzany w momencie, gdy satelita znajduje się w punkcie A, a docelowy satelita mija ten punkt C(ryc. 43).

Oczywiste jest, że powstałe wzory można bezpośrednio zastosować do obliczeń lotów na Księżyc ( statek kosmiczny wystrzelony po raz pierwszy na niską orbitę kołową) i do

Zadanie nr 1. -1 punkt

Dwa identyczne pręty o grubości h, umieszczone jeden na drugim, unoszą się w wodzie w taki sposób, że poziom wody znajduje się na granicy między nimi (patrz rysunek). O ile zmieni się głębokość zanurzenia, jeśli do stosu zostanie dodany kolejny blok?

Rozwiązanie.

Podstawą rozwiązania jest II zasada Newtona. Na ciało działa siła ciężkości i siła Archimedesa. Ciało jest w równowadze i

W rezultacie gęstość wody jest 2 razy większa niż gęstość materiału bloku. Tym samym blok dowolnej wielkości zostanie zanurzony dokładnie w połowie: 3 pręty zostaną zanurzone na głębokość 3h/2, tj. głębokość zmieni się na h/2.

Zadanie nr 2. -2 punkty

W wyniku przejścia z jednej orbity kołowej na drugą, przyspieszenie dośrodkowe satelity Ziemi maleje. Jak w wyniku tego przejścia zmienia się promień orbity satelity, prędkość jego ruchu orbitalnego i okres obiegu wokół Ziemi?

Rozwiązanie

W tym zadaniu należy również wziąć pod uwagę siły działające na ciało i zapisać drugie prawo Newtona. Na satelitę działa siła grawitacyjna Ziemi (siły grawitacyjne pozostałych ciał). układ słoneczny– zaniedbujemy).

II zasada Newtona:

Z ostatniego wzoru rzeczywiście wynika, że wraz ze spadkiem przyspieszenia promień orbity wzrasta (stała grawitacji i masa Ziemi są stałe).

Do analizy zmiany prędkości można wykorzystać wzór na przyspieszenie dośrodkowe:

W konsekwencji, gdy przenosi się na wyższą orbitę, prędkość satelity maleje.

Okres orbitalny satelity również wzrasta wraz ze wzrostem R:

Zadanie nr 3. –3 punkty

Kawałek lodu o temperaturze 0 o C umieszcza się w kalorymetrze z grzejnikiem elektrycznym. Aby zamienić ten lód w wodę o temperaturze 12 o C, potrzeba ilości ciepła równej 80 kJ. Jaka temperatura ustali się wewnątrz kalorymetru, jeśli lód otrzyma od grzejnika ilość ciepła równą 60 kJ? Pojemność cieplna kalorymetru i wymiana ciepła z środowisko zewnętrzne zaniedbanie.

Rozwiązanie

W tym problemie bardzo ważne jest, aby zrozumieć, że lód nie tylko się nagrzewa, ale najpierw topi się, a dopiero potem nagrzewa. Ilość ciepła wydanego na te procesy

Zadanie nr 4. -1 punkt

Rysunek przedstawia wykresy zmian temperatury czterech ciał o tej samej masie podczas pochłaniania przez nie energii. W początkowej chwili ciała były w stanie stałym. Który z wykresów odpowiada ciału stałemu o najmniejszej pojemności cieplnej? Dlaczego?

Zadanie nr 5. -1 punkt

Punkt rosy pary wodnej w pomieszczeniu wynosi 6 o C. Z balkonu wniesiono do pokoju butelkę suchej wody. Po chwili pokryła się drobnymi kropelkami wody. Dlaczego?

Rozwiązanie

Jeżeli, biorąc pod uwagę wilgotność w pomieszczeniu, temperatura na zewnątrz jest mniejsza niż 6 stopni, wówczas w pobliżu powierzchni butelki wprowadzonej do pomieszczenia para wodna ulega przesyceniu i dlatego ulega kondensacji.

Zadanie nr 6. -3 punkty

Zadanie nr 7. -1 punkt

Punkt B leży w środku odcinka AC. Naprawił opłaty punktowe+q i -2q znajdują się odpowiednio w punktach A i C (patrz rysunek). Jaki ładunek należy umieścić w punkcie C zamiast ładunku -2q, aby powstało napięcie pole elektryczne w punkcie B wzrosła 2 razy?

Zadanie nr 8. -2 punkty

Przy jednej rezystancji reostatu woltomierz wskazuje 6 V, amperomierz wskazuje 1 A (patrz rysunek). Przy innej rezystancji reostatu odczyt przyrządu wynosi 4 V i 2 A. Jaki jest opór wewnętrzny i emf źródła prądu?

Rozwiązanie

W tym przypadku woltomierz pokazuje napięcie zarówno na reostacie, jak i na źródle prądu, biorąc pod uwagę jego rezystancję wewnętrzną. Wynika to również z prawa Ohma dla pełnego obwodu.

Sekcje