Определите модуль первой космической скорости для планеты радиусом R=2500 км, средняя плотность которой 4.5 г/см³
Условие:
Определите модуль первой космической скорости для планеты радиусом R=2500 км, средняя плотность которой 4.5 г/см³
Решение:
Для определения модуля первой космической скорости (escape velocity) необходимо использовать формулу:
v = √(2GM/R)
где v - модуль первой космической скорости, G - гравитационная постоянная (приближенное значение 6.67430 × 10^(-11) м³/(кг·с²)), M - масса планеты, R - радиус планеты.
Для определения массы планеты, необходимо знать ее объем и среднюю плотность. Объем планеты можно вычислить по формуле:
V = (4/3)πR³
где V - объем планеты, π - число Пи (приближенное значение 3.14159), R - радиус планеты.
Массу планеты можно вычислить, умножив ее объем на среднюю плотность:
M = V * ρ
где M - масса планеты, V - объем планеты, ρ - средняя плотность планеты.
Теперь, когда у нас есть масса планеты и ее радиус, мы можем вычислить модуль первой космической скорости:
v = √(2GM/R)
Давайте подставим значения и рассчитаем:
R = 2500 км = 2500 * 10^3 м = 2.5 * 10^6 м ρ = 4.5 г/см³ = 4.5 * 10^3 кг/м³
V = (4/3)πR³ = (4/3) * 3.14159 * (2.5 * 10^6)³ ≈ 6.54491 * 10^19 м³
M = V * ρ = 6.54491 * 10^19 м³ * 4.5 * 10^3 кг/м³ ≈ 2.94571 * 10^23 кг
Теперь, подставим значения в формулу для модуля первой космической скорости:
v = √(2 * 6.67430 × 10^(-11) м³/(кг·с²) * 2.94571 * 10^23 кг / (2.5 * 10^6 м)) ≈ 1.12 * 10^4 м/с
Таким образом, модуль первой космической скорости для данной планеты составляет примерно 1.12 * 10^4 м/с.