Перейти к содержанию

Подборка

Подборки хранятся в этом браузере без учётной записи. Для них нужен включённый JavaScript.

Задача без названия

АстрономияКлассы неизвестны2023ТеоретическаяЕсть решение редакция rv_86c654b9b6a1c4f9 ID p_88fb8bce1d70721c

Спутник, движущийся по круговой орбите вокруг Земли, последовательно побывал в зените в Каракасе (10°30′ с.ш., 66°56′ з.д.) и Кито (0°13′ ю.ш., 78°31′ з.д.) с интервалом 20 минут. Определите радиус и наклонение орбиты спутника.

Решение

Показать решение

Кито и Каракас расположены вблизи экватора. Здесь координатную сетку можно считать прямоугольной, а градус как по долготе, так и по широте равным 111.3 км. Разница долгот этих двух городов равна 11°35′, что при переводе в километры дает 1289 км. Разница широт этих двух пунктов составляет 10°43′ или 1193 км. По теореме Пифагора получаем расстояние между городами

S it K K = 1289 2 + 1193 2 ≈ 1756 it κ M S_{\it KK} = \sqrt{1289^2 + 1193^2} \approx 1756\,{\it \kappa M}

Казалось бы, мы знаем расстояние, которое преодолела «тень» спутника. Если рассуждать таким образом, то зная окружность Земли (40000 км), мы делаем вывод, что спутник за 20 минут пролетел почти 16 ∘ 16^{\circ} по своей орбите, а его период равен 456 минут или 7.6 часа.

Однако, мы не приняли во внимание, что за 20 минут Земля повернулась на 1/72 часть своего оборота, т.е на 5°. За 20 минут оба города сместились по долготе восток, и для Кито на экваторе это смещение составляет на S E = 556 S_{\rm E}=556 км. Поэтому, когда спутник пролетал над Кито, разница долгот между текущим положением Кито и предыдущим положением Каракаса составляла всего Δ λ = 6 ° 35 ′ \Delta\lambda=6°35' или 733 км. Отсюда получаем длину пути спутника за 20 минут:

S = 733 2 + 1193 2 = 1400  км S = \sqrt{733^2 + 1193^2} = 1400 \text{ км}

Спутник за это время прошел дугу орбиты в 12.6°, и его период

T = 360 ∘ 12 ∘ 35 ′ 20 м  ≈ 570 м  ≈ 9.5 ч. T = \frac{360^{\circ}}{12^{\circ}35'}20 \text{м } \approx 570 \text{м } \approx 9.5 \text{ч.}