设地球半径为R0=6.4×10^3KM,地球表面的重力加速度g=9.8m/s^2,试估算人造地球同步卫星离地球表面的高度

问题描述:

设地球半径为R0=6.4×10^3KM,地球表面的重力加速度g=9.8m/s^2,试估算人造地球同步卫星离地球表面的高度

设高度为h,地球质量为M,卫星质量为m,卫星向心加速度为a,
对卫星用万有引力定律,GMm /(R+h)2=ma,①
而ma=mω2(R+h)=m(2兀/T)2(R+h),②
由①②,GMT2/4兀2=(R+h)3, ③
对地球表面一质量为m′的物体,用万有引力定律,GMm ′/R2=m′g,得到
GM=gR2, 代入③,(R+h)3=gR2T2/4兀2 , h=(gR2T2/4兀2 )1/3-R,
R=6.4×10∧6m , g=9.8m/s^2,T=24×60×60s,代入求得h≈35.94×10^6m

g=GM/R0^2 GMm/(R0+h) =m(2π)^2(R0+h)/T^2 T=24 解得h=36000 km

设高度为H
则因为GM地m/(R0+H)²=m4π²/T²(R0+H)
又因为GM地m/R0²=mg
所以 (R0+H)³=gR0²T²/4π²
因为T=24h=86400s
所以 H=36000KM

设高为h
所以根据定律的GMm/(R+h)^2=m(2π/T)^2(R+h)
所以h=(3√GMT^2/4π^2)-R
因为GMm/R^2=mg 所以GM=gR^2
所以h=(3√gR^2T^2/4π^2)-R
所以将数据代入就行了