Номер 4, страница 55 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

4. Искусственный спутник Земли движется со скоростью $8 \text{ км/с}$. За какое время он совершит один оборот вокруг Земли, если траектория его полета имеет длину $42\ 400 \text{ км}$? С какими экологическими проблемами столкнулось человечество с увеличением числа ИСЗ?

За какое время он совершит один оборот вокруг Земли, если траектория его полета имеет длину 42 400 км?

Дано:

Скорость спутника: $v = 8$ км/с
Длина траектории (орбиты): $s = 42 400$ км

$v = 8 \text{ км/с} = 8 \cdot 1000 \text{ м/с} = 8000 \text{ м/с}$
$s = 42 400 \text{ км} = 42 400 \cdot 1000 \text{ м} = 42 400 000 \text{ м}$

Найти:

Время одного оборота: $\text{t}$ - ?

Решение:

Время движения можно рассчитать по формуле, связывающей путь, скорость и время для равномерного движения. Путь $\text{s}$ равен длине траектории, а скорость $\text{v}$ дана в условии.

$t = \frac{s}{v}$

Подставим данные значения в формулу. Для удобства расчетов можно использовать значения в километрах и километрах в секунду, так как единицы измерения расстояния сократятся, и время получится в секундах.

$t = \frac{42 400 \text{ км}}{8 \text{ км/с}} = 5300 \text{ с}$

Для лучшего представления можно перевести секунды в более крупные единицы времени:

$5300 \text{ с} = 88 \text{ мин } 20 \text{ с} \approx 1,48 \text{ ч}$

Ответ: спутник совершит один оборот вокруг Земли за 5300 секунд (что составляет 88 минут 20 секунд или примерно 1,48 часа).

С какими экологическими проблемами столкнулось человечество с увеличением числа ИСЗ?

Увеличение числа искусственных спутников Земли (ИСЗ) привело к возникновению ряда серьезных экологических и околоэкологических проблем:

• Космический мусор. Это наиболее острая проблема. Вышедшие из строя спутники, отработавшие ступени ракет, а также обломки, образовавшиеся в результате их столкновений или взрывов, остаются на орбите на многие годы. Этот мусор движется с огромными скоростями и представляет серьезную угрозу для действующих космических аппаратов, включая пилотируемые корабли и Международную космическую станцию (МКС). Существует гипотетическая опасность "синдрома Кесслера" — цепной реакции, когда столкновения порождают все больше обломков, делая ближний космос непригодным для использования.
• Световое загрязнение. Крупные спутниковые группировки (например, Starlink) состоят из тысяч аппаратов, которые отражают солнечный свет. Они видны с Земли как яркие движущиеся точки, создающие полосы на фотографиях с длинной выдержкой. Это явление серьезно мешает работе наземных оптических телескопов, затрудняя астрономические наблюдения и изучение Вселенной.
• Радиочастотные помехи. Для связи с Землей спутники используют различные радиочастоты. Их сигналы могут "забивать" очень слабые космические сигналы, которые пытаются уловить радиотелескопы. Это создает значительные проблемы для радиоастрономии.
• Загрязнение атмосферы. При запусках ракет в атмосферу выбрасываются продукты сгорания топлива (например, оксиды алюминия, сажа, соединения хлора). Эти вещества могут накапливаться в верхних слоях атмосферы и негативно влиять на озоновый слой. Кроме того, при сходе с орбиты большинство спутников сгорает в атмосфере, распыляя частицы металлов и других материалов, долгосрочное влияние которых на климат и химический состав атмосферы пока недостаточно изучено.
• Риск падения обломков на Землю. Хотя большинство объектов полностью сгорает в плотных слоях атмосферы, некоторые крупные и тугоплавкие фрагменты могут достигать поверхности Земли. Вероятность причинения вреда человеку или имуществу крайне мала, но она существует и растет с увеличением количества космических аппаратов.

Ответ: основными экологическими проблемами, связанными с увеличением числа ИСЗ, являются: накопление космического мусора, световое и радиочастотное загрязнение, мешающее астрономическим наблюдениям, химическое загрязнение атмосферы продуктами запусков и сгорания аппаратов, а также потенциальный риск падения несгоревших обломков на поверхность Земли.