问题
计算题
一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v1,飞船在离该星球表面高度为h处,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v2,已知万有引力常量为G.试求:
(1)该星球的质量;
(2)若设该星球的质量为M,一个质量为m的物体在离该星球球心r远处具有的引力势能为Ep=-,则一颗质量为m1的卫星由r1轨道变为r2(r1<r2)轨道,对卫星至少做多少功?(卫星在r1、r2轨道上均做匀速圆周运动,结果请用M、m1、r1、r2、G表示)
答案
(1) (2)G
-G
(1)设星球的半径为R,质量为M
则G=m
G=m
则M=
(2)卫星在轨道上有动能和势能,其总和为E(机械能)G=m1
E=Ek+Ep=m1v2+
=-G
W=ΔE=E2-E1=G-G
.