сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 2310
i

Ор­би­таль­ная стан­ция Ares-3 со спус­ка­е­мым мо­ду­лем под­ле­та­ет к Марсу по па­ра­бо­ли­че­ской тра­ек­то­рии. В мо­мент вы­хо­да на кру­го­вую ор­би­ту про­ис­хо­дит за­пуск тор­моз­но­го дви­га­те­ля, ра­бо­та­ю­ще­го не­про­дол­жи­тель­ное время, после чего за­вер­ша­ет­ся выход на ор­би­ту ра­ди­у­са R_0. Вы­со­та ор­би­ты над по­верх­но­стью пла­не­ты сов­па­да­ет с вы­со­той точки наи­боль­ше­го сбли­же­ния пер­во­на­чаль­ной тра­ек­то­рии. Опре­де­лить на­сколь­ко из­ме­ни­лась ско­рость ко­раб­ля во время этого манёвра. Масса Марса MM.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Па­ра­бо­ли­че­ская тра­ек­то­рия под­ра­зу­ме­ва­ет воз­мож­ность уда­ле­ния на бес­ко­неч­но боль­шое рас­сто­я­ние, где пол­ная ме­ха­ни­че­ская энер­гия ко­раб­ля может быть при­ня­та за ноль, тогда в точке мак­си­маль­но­го сбли­же­ния закон со­хра­не­ния энер­гии может быть за­пи­сан сле­ду­ю­щим об­ра­зом:

 дробь: чис­ли­тель: m v_0 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус G дробь: чис­ли­тель: M_M m, зна­ме­на­тель: R_0 конец дроби =0, от­ку­да v_0= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 G дробь: чис­ли­тель: M_M конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: R_0 конец дроби .

Рас­смот­рим g_R=G дробь: чис­ли­тель: M_M, зна­ме­на­тель: R_0 в квад­ра­те конец дроби   — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния на ор­би­те ра­ди­у­са R, тогда v_0= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 g_R конец ар­гу­мен­та R_0. Най­дем v_1  — первую кос­ми­че­скую ско­рость дви­же­ния по кру­го­вой ор­би­те ра­ди­у­са R. Она будет ха­рак­те­ри­зо­вать­ся цен­тро­стре­ми­тель­ным уско­ре­ни­ем a_n= дробь: чис­ли­тель: v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R_0 конец дроби , ко­то­рое со­об­ща­ет­ся силой тя­го­те­ния F=m g_R. Сле­до­ва­тель­но, вто­рой закон Нью­то­на в про­ек­ции на ра­ди­ус будет за­пи­сан так:  дробь: чис­ли­тель: m v_1 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R_0 конец дроби =m g_R. Сле­до­ва­тель­но, ко­неч­ная ско­рость долж­на со­ста­вить v_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: g_R конец ар­гу­мен­та R_0, а из­ме­не­ние ско­ро­сти \Delta v= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: g_R конец ар­гу­мен­та R_0 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

Ответ: v_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: g_R конец ар­гу­мен­та R_0, \Delta v= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: g_R конец ар­гу­мен­та R_0 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­нияБаллы
Пра­виль­ная за­пись за­ко­на со­хра­не­ния энер­гии10
Най­де­на пер­вая кос­ми­че­ская ско­рость на ор­би­те пла­не­ты10
Мак­си­маль­ный балл20
Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Гра­ви­та­ци­он­ное вза­и­мо­дей­ствие