已知某行星半径为R,以其第一宇宙速度运行的卫星的绕行周期为T,该行星上发射的同步卫星的运行速度为v.求 (1)同步卫星距行星表面的高度为多少? (2)该行星的自转周期为多少?

问题描述:

已知某行星半径为R,以其第一宇宙速度运行的卫星的绕行周期为T,该行星上发射的同步卫星的运行速度为v.求
(1)同步卫星距行星表面的高度为多少?
(2)该行星的自转周期为多少?

(1)设同步卫星距地面高度为h,则:

GMm
(R+h)2
=m
v2
R+h

以第一宇宙速度运行的卫星其轨道半径就是R,则   
GMm
R2
=m
4π2
T2
R

由①②得:h=
4π2R3
T2v2
−R

(2)行星自转周期等于同步卫星的运转周期   
T=
2π(R+h)
v
8π3R3
T2v3

答:(1)同步卫星距行星表面的高度为h=
4π2R3
T2v2
−R

(2)该行星的自转周期为
8π3R3
T2v3