решить задачи по физике 8 класс

Какую скорость должен иметь Искусственный спутник Земли, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 600км(радиус Земли=6400) над поверхностью Земли? Каков период его обращения?

H=600 км=600*10^3 м

R=6400 км= 6.4*10^6 м

G = 6,67384(80)·10−11 м³·с−2·кг−1, или Н·м²·кг−2.

Условие обращаться по круговой орбите:

центробежная сила Fц  должна быть равна силе тяготения Fт/притяжения к Земле 

Fц= m*v^2/(R+h)

Fт= G*m*M/(R+h)^2

Приравняем правые части

m*v^2/(R+h) = G*m*M/(R+h)^2

преобразуем

v^2 = G*M/(R+h) 

v = √ (G*M/(R+h))

 где М- масса Земли

 R - радиус Земли

 G - гравитационная постоянная

Т=2pi(R+h)/v

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин