ПЕРВЫЙ
Спутник движется по круговой орбите, а значит имеет постоянное центростремительное ускорение, определяемое гравитацией. Обозначим радиус Земли, как R, высоту на Землёй, как H и r=R+H :
Сила притяжения:
F = GMm/r² = (GMm/R²) R²/r² = mgR²/r² ;
Центростремительное ускорение:
F/m = a = v²/r ;
gR²/r² = v²/r ;
r²/v² = r³/[gR²] ;
T² = (2πr/v)² = 4π²r³/[gR²] ;
T = 2πr/R √[r/g] = 2π/R √[(R+H)³/g] ;
T = 2π/R √[(R+H)³/g] ≈ [ π / 3 200 000 ] √[( 6 400 000 + 1 600 000 )³ / 9.8 ] ≈
≈ [ 5 000 π / 7 ] √10 ≈ 7100 сек ≈ 118 мин ≈ 1 час и 58 мин ;
ВТОРОЙ
Первая космическая скорость (околоземные спутники) равна VI = √[Rg] ;
Период околоземного спутника:
TI = 2πR/VI = 2πR/√[Rg] = 2π√[R/g] ;
По закону Кеплера для единого гравитационного центра верно, что:
T²/TI² = r³/R³ ;
T² = r³/R³ TI² = 4π² [r³/R³]*[R/g] = 4π²r³/[gR²] ;
T = 2πr/R √[r/g] = 2π/R √[(R+H)³/g] ;
T = 2π/R √[(R+H)³/g] ≈ [ π / 3 200 000 ] √[( 6 400 000 + 1 600 000 )³ / 9.8 ] ≈
≈ [ 5 000 π / 7 ] √10 ≈ 7100 сек ≈ 118 мин ≈ 1 час и 58 мин .
Объяснение:
Вспомним закон сохранения энергии: энергия не может исчезнуть бесследно или появиться из ниоткуда. Она может только переходить без изменений из одного вида энергии в другой.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле:
Eк = 
Но так как скорость нам неизвестна, а известна только высота, то мы вычислим потенциальную энергию, а по закону сохранения энергии, кинетическая энергия равна потенциальной энергии.
Потенциальную энергию вычисляем по формуле:
Eп = mgh = 0,5 кг * 10 Н/кг * 8 м = 40 Дж
Килограммы сократятся, останется ньютон умноженный на метр, а это в системе СИ джоуль.
Следовательно, кинетическая энергия тоже равна 40 Дж.
Ну а теперь маленький совет:
Если в задаче что-то сказано о трении тела по поверхности, то закон сохранения энергии не действует, так как некоторая энергия затрачивается на трение. Просто это запомни. Было немало случаев на ОГЭ по физике, когда ученики ошибались в таких моментах.
