问题
问答题
如图所示,质量为m的飞行器在绕地球的圆轨道上运行,半径为,要进入半径为
的更高的圆轨道Ⅱ,必须先加速进入一个椭圆轨Ⅲ,然后再进入圆轨道Ⅱ.已知飞行器在圆轨道Ⅱ上运动速度大小为v,在A点时通过发动机向后喷出一定质量气体使飞行器速度增加到
进入椭圆轨道Ⅲ,设喷出的气体的速度为u,求:
(1)飞行器在轨道Ⅰ上的速度及轨道Ⅰ处的重力加速度;
(2)飞行器喷出气体的质量;
答案
(1) =
·
(2)
(1)在轨道I上,飞行器所受万有引力提供向心力,设地球质量为M,则有:
G·=m·
解得
同理在轨道Ⅱ上
由①②可得
在轨道I上重力加速度为,则有G·
=
由③⑤可得 =
·
(2)设喷出气体质量为Δm,由动量守恒得=(m-Δm)
-Δm·u,
解得