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ab两地球卫星均在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动+它们运动的轨道半径之比+某时刻AB两卫星相距最近相距最远经历的时间可能是
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ab两地球卫星均在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动+它们运动的轨道半径之比+某时刻AB两卫星相距最近相距最远经历的时间可能是
▼优质解答
答案和解析
设卫星a 质量为m1,向心加速度a1,角速度ω1,轨道半径=R+R=2R,地球质量为M,万有引力常量G,
设卫星b 质量为m2,向心加速度a2,角速度ω2,轨道半径=R+3R=4R,m1a1=Gm1M/(4R)^2,
(ω1)^2*(2R)=MG/(2R)^2,
(ω2)^2*(4R)=MG/(4R)^2,
(ω1)^2/(ω2)^2=(4R)^3/(2R)^3,
Ta=2π/ω1,Tb=2π/ω2,Ta/Tb=ω2/ω1=1/(2√2),
ω1/ω2=2√2,ω1=2√2ω2,二角速度差为ω1-ω1/2√2
当二卫星相差180度时相距最远,设从同一相位开始到相隔180度所需时间为t,
(ω1-ω1/2√2)*t=π,t=π/[ω1(1-1/2√2)],
卫星a绕地球周期为T1,T1=2π/ω1,
t/T1=π/[ω1(1-1/2√2)]/(2π/ω1)=(4+√2)/7
a卫星至少经过(4+√2)/7个周期后二卫星相距最远.
以上为二卫星同方向时的情况,若是相反方向时则不然.
(ω1+ω1/2√2)*t=π,t=π/[ω1(1+1/2√2)],
卫星a绕地球周期为T1,T1=2π/ω1
t/T1=π/[ω1(1+1/2√2)]/(2π/ω1)=(4-√2)/7
二卫星在反向运行时,a卫星至少经过(4-√2)/7个周期后二卫星相距最远
设卫星b 质量为m2,向心加速度a2,角速度ω2,轨道半径=R+3R=4R,m1a1=Gm1M/(4R)^2,
(ω1)^2*(2R)=MG/(2R)^2,
(ω2)^2*(4R)=MG/(4R)^2,
(ω1)^2/(ω2)^2=(4R)^3/(2R)^3,
Ta=2π/ω1,Tb=2π/ω2,Ta/Tb=ω2/ω1=1/(2√2),
ω1/ω2=2√2,ω1=2√2ω2,二角速度差为ω1-ω1/2√2
当二卫星相差180度时相距最远,设从同一相位开始到相隔180度所需时间为t,
(ω1-ω1/2√2)*t=π,t=π/[ω1(1-1/2√2)],
卫星a绕地球周期为T1,T1=2π/ω1,
t/T1=π/[ω1(1-1/2√2)]/(2π/ω1)=(4+√2)/7
a卫星至少经过(4+√2)/7个周期后二卫星相距最远.
以上为二卫星同方向时的情况,若是相反方向时则不然.
(ω1+ω1/2√2)*t=π,t=π/[ω1(1+1/2√2)],
卫星a绕地球周期为T1,T1=2π/ω1
t/T1=π/[ω1(1+1/2√2)]/(2π/ω1)=(4-√2)/7
二卫星在反向运行时,a卫星至少经过(4-√2)/7个周期后二卫星相距最远
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