Câu hỏi:
21/07/2024 133Vệ tinh Vinasat-I được đưa vào sử dụng từ thang 4/2008, đứng yên so với mặt đất ở một độ cao xác định trong mặt phẳng Xích đạo Trái Đất; đường thẳng nối vệ tinh với tâm Trái Đất đi qua kinh tuyến 1320Đ. Coi Trái Đất như một quả cầu, bán kính là 6370 km; Khối lượng là 6.1024kg và chu kì quay quanh trục của nó là 24h; hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11N.m2/kg2. Sóng cực ngắn f >30 MHz phát từ vệ tinh truyền thẳng đến các điểm nằm trên Xích Đạo Trái Đất trong khoảng kinh độ nào dưới đây:
A. Từ kinh độ 85020’Đ đến kinh độ 85020’T.
B. Từ kinh độ 50040’Đ đến kinh độ 146040’T.
C. Từ kinh độ 81020’Đ đến kinh độ 81020’T.
D. Từ kinh độ 48040’Đ đến kinh độ 144040’Đ.
Trả lời:
O
R
ARO
BARO
θ
O
R
ARO
BARO
θ
+ Muốn vệ tinh ở trong mặt phẳng xích đạo và đứng yên so với mặt đất, nó phải chuyển động tròn xung quanh Trái Đất, cùng chiều và cùng vận tốc góc \(\omega \) như Trái Đất quay xung quanh trục của nó với chu kì T = 24h.
+ Gọi vận tốc dài của vệ tinh trên quỹ đạo là v, độ cao của nó so với mặt đất là h. Vì vệ tinh chuyển động tròn đều nên lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh đúng bằng lực hấp dẫn của Trái đất đối với vệ tinh.
\( \Rightarrow {F_{ht}} = {F_{hd}} \Leftrightarrow \frac{{m{v^2}}}{{\left( {R + h} \right)}} = G\frac{{M.m}}{{{{\left( {R + h} \right)}^2}}}\)
+ Mà \[v = \omega \left( {R + h} \right) = \frac{{2\pi }}{T}.\left( {R + h} \right)\]
\( \Rightarrow \frac{{{{\left( {\frac{{2\pi }}{T}.\left( {R + h} \right)} \right)}^2}}}{{\left( {R + h} \right)}} = G\frac{M}{{{{\left( {R + h} \right)}^2}}} \Rightarrow R + h = \sqrt[3]{{\frac{{GM.{T^2}}}{{4{\pi ^2}}}}} \approx {42298.10^3}\left( m \right) = 42298\left( {km} \right)\)
+ Đối với sóng cực ngắn, ta có thể xem như sóng truyền thẳng từ vệ tinh xuống mặt đất. Từ hình vẽ, ta thấy vùng nằm giữa kinh tuyến đi qua A và B sẽ nhận được tín hiệu từ vệ tinh.
+ Ta thấy: \(\cos \theta = \frac{R}{{R + h}} = \frac{{6370}}{{42298}} \Rightarrow \theta = {81^0}20'\)
+ Như vậy vùng nhận được tín hiệu từ vệ tinh nằm trong khoảng từ kinh độ 81020’T đến kinh độ 81020’Đ.
Chọn đáp án C
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1:
Một mạch dao động điện từ gồm tụ điện C = 2.10-6F và cuộn thuần cảm
L = 4,5.10-6H. Chu kỳ dao động điện từ của mạch là: