Номер 16, страница 32 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

II. Основы динамики. Выполняем тест - номер 16, страница 32.

Условие.

16. Телу на поверхности Земли сообщили скорость $10 \text{ км/с}$. Такое тело:

1) станет искусственным спутником Земли

2) станет искусственным спутником Солнца

3) покинет Солнечную систему

4) покинет нашу Галактику

Решение.

Дано:

Скорость тела, $v = 10$ км/с.

Перевод в систему СИ:
$v = 10 \frac{\text{км}}{\text{с}} = 10 \cdot 10^3 \frac{\text{м}}{\text{с}} = 10000 \frac{\text{м}}{\text{с}}$

Найти:

Определить дальнейшую судьбу тела.

Решение:

Для определения траектории тела необходимо сравнить его начальную скорость с космическими скоростями для Земли.

Первая космическая скорость ($v_1$) — это минимальная скорость, при которой тело может стать искусственным спутником Земли, двигаясь по круговой орбите у ее поверхности. Для Земли $v_1 \approx 7,9$ км/с.

Вторая космическая скорость ($v_2$) — это наименьшая скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли и стало спутником Солнца. Для Земли $v_2 \approx 11,2$ км/с.

Третья космическая скорость ($v_3$) — это минимальная скорость, необходимая телу, чтобы покинуть пределы Солнечной системы. Для запуска с Земли $v_3 \approx 16,7$ км/с.

Заданная скорость тела $v = 10$ км/с. Сравним её с космическими скоростями:

$v_1 \approx 7,9 \text{ км/с} < v = 10 \text{ км/с} < v_2 \approx 11,2 \text{ км/с}$

Так как скорость тела $\text{v}$ больше первой космической скорости ($v > v_1$), тело не упадет обратно на Землю, а выйдет на околоземную орбиту.

Так как скорость тела $\text{v}$ меньше второй космической скорости ($v < v_2$), оно не сможет преодолеть гравитационное поле Земли и останется её спутником. Траекторией движения тела будет эллипс.

Проанализируем предложенные варианты ответов:

① станет искусственным спутником Земли

Этот вариант является верным, так как скорость тела $\text{v}$ удовлетворяет условию $v_1 < v < v_2$.

② станет искусственным спутником Солнца

Этот вариант неверный. Для этого требуется, чтобы скорость была не меньше второй космической: $v \ge v_2$.

③ покинет Солнечную систему

Этот вариант неверный. Для этого требуется, чтобы скорость была не меньше третьей космической: $v \ge v_3$.

④ покинет нашу Галактику

Этот вариант неверный. Для этого требуется еще большая скорость (четвертая космическая скорость, которая для окрестностей Солнца составляет сотни км/с).

Ответ: 1.