Номер 24, страница 95, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механические явления. Глава II. Динамика. Параграф 10. Силы тяготения - номер 24, страница 95.

Условие.

24. Сделайте в тетради схематический рисунок спутника, движущегося вокруг Земли по круговой орбите, и покажите на нём, как направлены скорость и ускорение спутника в трёх точках траектории.

Решение.

Решение

Когда спутник движется по круговой орбите вокруг Земли, его движение является примером равномерного движения по окружности. На спутник действует единственная значимая сила — сила гравитационного притяжения Земли.

1. Скорость ($\vec{v}$). Вектор мгновенной скорости всегда направлен по касательной к траектории движения. Для круговой орбиты это означает, что вектор скорости в любой точке будет касательным к окружности орбиты в этой точке.

2. Ускорение ($\vec{a}$). Согласно второму закону Ньютона ($\vec{F}=m\vec{a}$), вектор ускорения сонаправлен с вектором равнодействующей силы. Поскольку на спутник действует только сила тяготения, направленная к центру Земли, его ускорение также всегда направлено к центру Земли. Это ускорение называется центростремительным.

Из этого следует, что в любой точке круговой орбиты вектор скорости $\vec{v}$ и вектор ускорения $\vec{a}$ спутника взаимно перпендикулярны, то есть угол между ними составляет 90°.

Ниже представлен схематический рисунок, на котором показаны направления векторов скорости и ускорения спутника в трёх точках траектории (A, B и C).

На рисунке синий круг в центре обозначает Землю, пунктирная окружность — круговую орбиту спутника, а красные точки A, B, C — положения спутника в три разных момента времени. Синими стрелками (векторами $\vec{v}$) показана скорость спутника, которая всегда направлена по касательной к орбите. Зелёными стрелками (векторами $\vec{a}$) показано ускорение спутника, которое всегда направлено к центру Земли.

Ответ:

При движении спутника по круговой орбите вокруг Земли его скорость в любой точке траектории направлена по касательной к орбите, а его ускорение направлено перпендикулярно скорости, к центру Земли.