VI.9 Ở độ cao bằng $\frac{7}{9}$ bán kính của Trái Đất có một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 10 m/s$^{2}$ và bán kính của Trái Đất là 6400 km. Tính tốc độ và chu kì chuyển động của vệ tinh.
Bài Làm:
Gia tốc rơi tự do ở độ cao h: $g_{h}=\frac{R^{2}}{\left (R+h \right )^{2}}g$
Lực hấp dẫn (trọng lực) đóng vai trò lực hướng tâm: $F_{hd}=F_{ht}$
$\Rightarrow mg_{h}=\frac{mv^{2}}{R+h}\Rightarrow \frac{R^{2}}{(R+h)^{2}}g=\frac{v^{2}}{R+h}$
$\Rightarrow v=\sqrt{\frac{gR^{2}}{\left ( R+\frac{7}{9}R \right )}}=\sqrt{\frac{9gR}{16}}=\frac{\sqrt{9.10.6400000}}{4}$ = 6 000 m/s.
$\Rightarrow v=\sqrt{\frac{gR}{1,5}}=\sqrt{\frac{10.6400000}{1,5}}$ = 6 532 m/s.
Chu kì của chuyển động tròn:
$T=\frac{2\pi (R+h)}{v}$ = 11914,78 s = 3,3 giờ.