Номер 863, страница 120, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 11 класс. Колебания и волны. Электромагнитные волны. Электромагнитная волна. Плотность потока электромагнитного излучения. Свойства электромагнитных волн - номер 863, страница 120.

Условие.

863. H Определите время запаздывания сигнала, передаваемого при использовании геостационарного спутника. Сравните это время со временем передачи сигнала от телевизионной башни зрителю, находящемуся на расстоянии 60 км от неё.

Решение.

Дано:

Высота геостационарной орбиты, $h = 36000 \text{ км}$

Расстояние от телевизионной башни до зрителя, $S_{б} = 60 \text{ км}$

Скорость света (скорость распространения радиоволн), $c \approx 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}$

Перевод в систему СИ:

$h = 36000 \text{ км} = 36000 \cdot 10^3 \text{ м} = 3.6 \cdot 10^7 \text{ м}$

$S_{б} = 60 \text{ км} = 60 \cdot 10^3 \text{ м} = 6 \cdot 10^4 \text{ м}$

Найти:

$t_{с}$ — время запаздывания сигнала от спутника

$t_{б}$ — время передачи сигнала от башни

$\frac{t_{с}}{t_{б}}$ — отношение времен

Решение:

1. Определение времени запаздывания сигнала, передаваемого при использовании геостационарного спутника.

Сигнал от передающей станции на Земле доходит до спутника и затем отражается обратно к приемной антенне на Земле. Таким образом, путь, который проходит сигнал, примерно равен удвоенной высоте геостационарной орбиты.

Общее расстояние $S_{с}$ равно: $S_{с} = 2h = 2 \cdot 3.6 \cdot 10^7 \text{ м} = 7.2 \cdot 10^7 \text{ м}$

Время запаздывания сигнала $t_{с}$ найдем по формуле времени равномерного движения: $t_{с} = \frac{S_{с}}{c}$

$t_{с} = \frac{7.2 \cdot 10^7 \text{ м}}{3 \cdot 10^8 \text{ м/с}} = 0.24 \text{ с}$

2. Сравнение этого времени со временем передачи сигнала от телевизионной башни.

Сначала найдем время $t_{б}$, за которое сигнал проходит расстояние $S_{б}$ от телевизионной башни до зрителя:

$t_{б} = \frac{S_{б}}{c} = \frac{6 \cdot 10^4 \text{ м}}{3 \cdot 10^8 \text{ м/с}} = 2 \cdot 10^{-4} \text{ с} = 0.0002 \text{ с}$

Теперь сравним время запаздывания спутникового сигнала со временем передачи сигнала от башни, для чего найдем их отношение:

$\frac{t_{с}}{t_{б}} = \frac{0.24 \text{ с}}{0.0002 \text{ с}} = 1200$

Таким образом, время задержки сигнала при передаче через спутник в 1200 раз больше, чем при передаче от наземной телебашни на расстояние 60 км.

Ответ: время запаздывания сигнала при использовании геостационарного спутника составляет 0.24 с. Это время в 1200 раз больше времени передачи сигнала от телевизионной башни зрителю, находящемуся на расстоянии 60 км от неё (0.0002 с).