Giả sử một vệ tinh truyền thông đang đứng yên so với mặt đất

Giả sử một vệ tinh truyền thông đang đứng yên so với mặt đất ở một độ cao xác định trong mặt phẳng xích đạo Trái Đất, đường thẳng nối vệ tinh với tâm Trái Đất đi qua kinh tuyến số 0 hoặc kinh tuyến gốc. Coi Trái Đất như một quả cầu bán kính 6400 km phát từ vệ tinh truyền thẳng đến các điểm nằm trên xích đạo Trái Đất trong khoảng kinh độ nào?

Sách bài tập Vật Lí 11 Bài 11: Sóng điện từ - Kết nối tri thức

Câu 11.12* trang 22 Sách bài tập Vật Lí 11: Giả sử một vệ tinh truyền thông đang đứng yên so với mặt đất ở một độ cao xác định trong mặt phẳng xích đạo Trái Đất, đường thẳng nối vệ tinh với tâm Trái Đất đi qua kinh tuyến số 0 hoặc kinh tuyến gốc. Coi Trái Đất như một quả cầu bán kính 6400 km, khối lượng là 6.10²⁴ kg và chu kì quay quanh trục của nó là 24 h, hằng số hấp dẫn G = 6,67.10^-11 N.m2/kg². Sóng cực ngắn f>30MHz phát từ vệ tinh truyền thẳng đến các điểm nằm trên xích đạo Trái Đất trong khoảng kinh độ nào?

Lời giải:

Quỹ đạo của vệ tinh quanh Trái Đất được mô tả như Hình 11.2Ga.

Vì vệ tinh địa tĩnh đứng yên so với Trái Đất, lực hấp dẫn là lực hướng tâm, nên ta có: $F_{hd}=F_{ht}\iff G\frac{Mm}{r^2}=m{\left(\frac{2\pi }{T}\right)}^{2}r$

$\Rightarrow r=\sqrt[3]{GM{\left(\frac{T}{2\pi }\right)}^2}=\sqrt[3]{6,67\cdot {10}^{-11}\cdot 6\cdot {10}^{24}{\left(\frac{24\cdot 60\cdot 60}{2\pi }\right)}^2}\approx 42,3\cdot {10}^6\text{m}.$

Vùng phủ sóng nằm trong miền giữa hai tiếp tuyến kẻ từ vệ tinh tới Trái Đất.

Do vậy, ta xác định được: $\text{cos}\phi =\frac{\text{R}}{\text{r}}\approx \frac{1}{7}\Rightarrow \phi \approx 81°{20}^{\text{'}}$ : Từ $81°{20}^{\text{'}}$ kinh độ tây đến kinh độ đông.

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 11: Sóng điện từ hay khác:

• Câu 11.1 trang 21 Sách bài tập Vật Lí 11: Theo thứ tự bước sóng tăng dần thì sắp xếp nào dưới đây là đúng? ....

• Câu 11.2 trang 21 Sách bài tập Vật Lí 11: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ? ....

• Câu 11.3 trang 21 Sách bài tập Vật Lí 11: Nội dung nào sau đây tóm tắt đúng đặc điểm của sóng điện từ, tính từ sóng vô tuyến ....

• Câu 11.4 trang 21 Sách bài tập Vật Lí 11: Sóng điện từ có bước sóng nào dưới đây thuộc về tia hồng ngoại? ....

• Câu 11.5 trang 21 Sách bài tập Vật Lí 11: Một sóng vô tuyến có tần số 10⁸ Hz được truyền trong không trung với tốc độ 3.10⁸ m/s. Bước sóng của sóng đó là ....

• Câu 11.6 trang 21 Sách bài tập Vật Lí 11: Sóng vô tuyến truyền trong không trung với tốc độ 3.10⁸ m/s. Một đài phát sóng radio có tần số 10⁶ Hz ....

• Câu 11.7 trang 22 Sách bài tập Vật Lí 11: Một sóng ánh sáng có bước sóng ${\lambda }_1$ và tốc độ $v_1$ khi truyền trong chân không ....

• Câu 11.8 trang 22 Sách bài tập Vật Lí 11: Thang của sóng điện từ được biễu diễn theo bước sóng tăng dần như Hình 11.1 ....

• Câu 11.9 trang 22 Sách bài tập Vật Lí 11: Sóng vô tuyến ngắn có thể được sử dụng để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng ....

• Câu 11.10* trang 22 Sách bài tập Vật Lí 11: Một vệ tinh địa tĩnh ở độ cao 36 600 km so với một đài phát hình trên mặt đất ....

• Câu 11.11* trang 22 Sách bài tập Vật Lí 11: Một anten radar phát ra những sóng điện từ đến vật đang chuyển động về phía radar ....