高一物理万有引力求助

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 09:14:27
两颗地球人造卫星质量之比m1:m2=1:2,轨道半径之比r1:r2=1:2,求线速度、角速度、运行周期、向心力之比.
【不会做,望给出详细公式及运算过程】

F1=GMm1/r1^2
F2=GMm2/r2^2
所以,向心力之比=F1/F2=m1*r2^2/(m2*r1^2)
GMm1/r1^2=m1v1^2/r1
GMm2/r2^2=m2v2^2/r2
所以,线速度之比=v1/v2=根号下(r2/r1)
角速度之比=(r2/r1)^(3/2)
运行周期之比=T1/T2=(r1/r2)^(3/2)

假设地球质量M,两卫星质量分别为m和m',轨道半径分别为r和r',轨道线速度分别为v和v'
万有引力 F引=G·(Mm/r²)=mv²/r
两边除以m,同乘以r²,整理,得
GM=rv²
所以,GM=rv²=r'v'²

因为r : r'=2 : 1
所以 v : v'=1 : √2 (根下2)

又因为T=2πr/v
所以 T : T'=rv' : r'v=2×(√2):1×1=2√2 :1

因为向心力 F=mv²/r
所以 F : F'=(mv²/r) : (m'v'²/r')=1 : 8

向心加速度 a=v²/r
所以 a : a'=(v²/r) : (v'²/r')=1 : 4

综上,两卫星周期比为2√2:1,线速度比为1:√2,向心力比为1:8,向心加速度比为1:4

GMm/(r^2)=mv^2/r=mrw^2=mr(2π/T)^2=ma
根据上式可得 v=根号下GM/r w=根号下GM/(r^3) T=根号下4π^2r^3/GM a=GM/r^2
求出线速度比为1:根号2 角速度比为1:2倍根号2 周期比为2倍根号2:1 向心力之比=加速度之比=1:4

在此题中,万有引力就是向心力。
F(向)=mrw*w=mv*v