Hình 32.5 mô tả một vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái Đất. Lực nào là lực hướng tâm?

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm

Câu hỏi 2 trang 125 Vật Lí 10: Hình 32.5 mô tả một vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái Đất.

a) Lực nào là lực hướng tâm?

b) Nếu vệ tinh trên là vệ tinh địa tĩnh (nằm trong mặt phẳng xích đạo của Trái Đất và có tốc độ góc bằng tốc độ góc tự quay của Trái Đất quanh trục của nó). Hãy tìm gia tốc hướng tâm của vệ tinh. Cho gần đúng bán kính Trái Đất là 6400 km và độ cao của vệ tinh so với mặt đất bằng 35 780 km.

Lời giải:

a) Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vệ tinh là lực hướng tâm.

b) - Chu kì quay của Trái Đất quanh trục của nó là: T = 24 h = 86400 s

- Tốc độ góc tự quay của Trái Đất quanh trục của nó là:

ω = $\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{86400}$ ≈ 7,27.10^-5rad/s

- Bán kính quỹ đạo chuyển động của vệ tinh là:

r = 6400 + 35780 = 42180 km = 4218.10⁴ m

- Gia tốc hướng tâm của vệ tinh là:

a_ht = ω².r = (7,27.10^-5)².4218.10⁴ ≈ 0,22m/s²