在稀薄的空氣中,人造衛星的高度降低,那麼衛星的速度怎麼變化?

時間 2021-05-31 04:11:12

1樓:冰糖葫蘆娃

這個題目需要注意「稀薄」二字。

這兩個字在這裡表達的意思是:

有阻力,導致總能量有損耗;

損耗很慢,不是能量快速下降,而且這種損耗一定時間內是可以忽略不計的。

所以本題的思路應該是:

衛星圍繞地球做圓周運動,受空氣阻力做負功,最直接的就是動能減小,速度降低。速度降低之後做圓周運動所需的向心力減小,被地球引力拉向更低的軌道,繼續做(近似)圓周運動。

本題的考察點則是:

衛星軌道越低,總能量越小,但執行速度越快。

雖然實際是螺旋下降的,但由於阻力很小,在短時間內可以近似認為沒有損耗而做圓周運動。但如果阻力很大,則是可以做到衛星速度全程持續降低最後掉在海浬的。

以上僅以結題的思路進行分析。在特定規則下出的題目漏洞會很多,但是不能較真,也沒必要鑽牛角尖,只要按照固有模式把題做出來就好了。

2樓:Ivony

感覺這題目不嚴謹。

但答案應該是加速。

高度降低意味著引力增強,引力將給衛星持續加速下墜,而不再是維持軌道。

你的疑惑是如果速度增加,則會進一步增加離心力,導致衛星掉不下來。

答案是要看速度的方向,如果衛星是朝著地球運動的,多快的速度都不能保持繞地球旋轉,而是會直直的掉下來砸在地球上,這一點是很顯而易見的,所以關鍵是運動的方向。必須是沿當前高度軌道的切線方向運動才會產生離心力。而衛星高度降低會得到更多的引力作用,引力產生的加速方向是指向地球而不是軌道切線方向的,所以加速不會帶來更多的離心力而是直接掉下來。

3樓:

實際情況是衛星呈螺旋狀運動,最終落回地面。

平衡狀態下,衛星繞地球做勻速圓周運動,向心力即萬有引力等於離心力。

當存在空氣阻力時,平衡狀態打破,空氣阻力造成衛星的線速度減小,離心力隨之減小,衛星做半徑減小的向心運動。由於半徑減小,高度降低,衛星勢能減小,速度增大。

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