Задачи › Спутники, космические скорости

Период у поверхности Солнца

  1. Период у поверхности Солнца

    ВсОШ 1991/92, 11 кл.
    5/10

    Предполагая, что некий фантастический космический корабль может выдержать любые тепловые и механические перегрузки, найдите минимально возможный период обращения такого корабля вокруг Солнца (и обоснуйте, почему такой период минимален), зная, что видимый с Земли угловой размер Солнца равен \(\alpha = 9{,}3\cdot 10^{-3}\) рад.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(T_{\min} = T_{\text{З}}\left(\dfrac{\alpha}{2}\right)^{3/2} \approx 2\) часа 47 минут.

    Решение

    Из третьего закона Кеплера квадраты периодов обращения относятся как кубы радиусов орбит: \[\dfrac{T_1^2}{a_1^3} = \dfrac{T_2^2}{a_2^3}.\qquad (1)\] Следовательно, чем меньше радиус орбиты космического корабля, тем меньше период его обращения вокруг Солнца, и минимальному периоду обращения соответствует минимальный радиус орбиты. Минимальный радиус орбиты корабля есть радиус Солнца: \(a_{\min} = R_{\text{С}}\), а \(R_{\text{С}} = \dfrac{\alpha}{2}R_{\text{З}}\) (\(R_{\text{З}}\) — радиус Земли). Согласно (1) запишем \[\dfrac{T_{\min}^2}{a_{\min}^3} = \dfrac{T_{\text{З}}^2}{R_{\text{З}}^3},\quad T_{\min}^2 = T_{\text{З}}^2\left(\dfrac{\alpha}{2}\right)^3,\] \[T_{\min} = T_{\text{З}}\left(\dfrac{\alpha}{2}\right)^{3/2}.\] \[T_{\min} = 365{,}25\cdot(4{,}65\cdot10^{-3})^{3/2}\text{ сут} \approx 0{,}166\text{ сут} \approx 2\text{ часа 47 минут}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи