Номер 2, страница 103 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Авторы: Пёрышкин И. М., Гутник Е. М., Иванов А. И., Петрова М. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2023 - 2025
Уровень обучения: базовый
Цвет обложки: белый, синий
ISBN: 978-5-09-102556-9
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 9 классе
Ответь на вопросы. § 21. Искусственные спутники Земли. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 2, страница 103.
№2 (с. 103)
Условие. №2 (с. 103)
скриншот условия

2. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю?
Решение. №2 (с. 103)

Решение 2. №2 (с. 103)
Спутники, вращаясь вокруг Земли, действительно постоянно "падают" на нее под действием силы тяжести. Однако они не сталкиваются с поверхностью, потому что обладают очень большой горизонтальной (тангенциальной) скоростью.
Можно представить себе мысленный эксперимент, предложенный еще Исааком Ньютоном (пушка на горе). Если выстрелить из пушки горизонтально, ядро пролетит некоторое расстояние и упадет на Землю. Если увеличить скорость, оно улетит дальше. При достижении определенной, очень большой скорости, называемой первой космической скоростью (около 7.9 км/с у поверхности Земли), траектория падения ядра станет настолько пологой, что ее кривизна совпадет с кривизной земной поверхности. В результате ядро будет падать, но постоянно "промахиваться" мимо Земли, двигаясь по круговой орбите.
С физической точки зрения, сила гравитационного притяжения Земли $F_{тяж}$ не притягивает спутник к поверхности, а сообщает ему центростремительное ускорение $a_{ц}$. Эта сила всегда перпендикулярна вектору скорости спутника (для круговой орбиты) и заставляет его постоянно изменять направление движения, но не величину скорости. Таким образом, сила тяжести искривляет прямолинейную траекторию спутника, превращая ее в замкнутую орбиту.
Равенство силы тяжести и центростремительной силы является условием движения по круговой орбите:
$F_{тяж} = F_{ц}$
$G \frac{M m}{r^2} = m a_{ц} = \frac{m v^2}{r}$
где $G$ — гравитационная постоянная, $M$ — масса Земли, $m$ — масса спутника, $v$ — его орбитальная скорость, $r$ — радиус орбиты.
Ответ: Спутники не падают на Землю, так как их высокая горизонтальная скорость в сочетании с постоянным притяжением Земли заставляет их двигаться по орбите. Сила тяжести действует как центростремительная сила, постоянно изменяя направление скорости спутника так, что он "падает" вокруг Земли, а не на нее.
3. Да, обращение спутника вокруг Земли можно и нужно считать свободным падением.
Свободное падение — это движение тела, на которое действует только сила тяжести. В случае спутника на орбите (если пренебречь незначительным сопротивлением разреженной атмосферы и другими малыми силами) единственной существенной силой, действующей на него, является гравитационная сила со стороны Земли.
Распространенное заблуждение состоит в том, что свободное падение — это обязательно движение "вниз" к центру Земли. На самом деле, это любой вид движения под действием одной лишь гравитации. Если у тела есть начальная горизонтальная скорость, его траектория в поле тяжести будет криволинейной (парабола или эллипс/окружность). Спутник как раз и представляет собой тело, которому сообщили достаточную начальную горизонтальную скорость, чтобы его траектория свободного падения стала замкнутой орбитой.
Именно потому, что спутник и все, что находится внутри него (включая космонавтов), находятся в состоянии свободного падения, внутри корабля наблюдается явление невесомости. Все объекты внутри падают вместе с кораблем с одинаковым ускорением, поэтому они не оказывают давления друг на друга и на опору.
Ответ: Да, можно. Движение спутника по орбите является классическим примером свободного падения, так как это движение происходит под действием одной лишь силы гравитации.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 2 расположенного на странице 103 к учебнику 2023 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №2 (с. 103), авторов: Пёрышкин (И М), Гутник (Елена Моисеевна), Иванов (Александр Иванович), Петрова (Мария Арсеньевна), ФГОС (новый, красный) базовый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.