问题
计算题
人类对宇宙的探索是无止境的。随着科学技术的发展,人类可以运送宇航员到遥远的星球去探索宇宙奥秘。假设宇航员到达了一个遥远的星球,此星球上没有任何气体。此前,宇航员乘坐的飞船绕该星球表面运行的周期为T,着陆后宇航员在该星球表面附近从h高处以初速度v0水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L,已知万有引力常量为G。求:
(1)该星球的密度;
(2)该星球表面的重力加速度;
(3)若在该星球表面发射一颗卫星,那么发射速度至少为多大?
答案
解:(1)在星球表面
又
解得
另得到:
(2)设星球表面的重力加速度为g,小球的质量为m,小球做平抛运动,故有
,
解得
(3)该星球表面处的最小发射速度即为该星球的第一宇宙速度,设为为v,设卫星的质量为m1,则在星球表面
又
则
代入(1)问中的R解得