Một vệ tinh thông tin (vệ tinh địa tĩnh) chuyển động trên quỹ đạo tròn ngay phía trên xích đạo của Trái Đất, quay cùng hướng và cùng chu kì tự quay của Trái Đất ở độ cao 36 600 km so với đài phát trên mặt đất. Đài phát nằm trên đường thẳng nối vệ tinh và tâm Trái Đất. Coi Trái Đất là một hình cầu có bán kính R = 6 400 km. Vệ tinh nhận sóng truyền hình từ đài phát rồi phát lại tức thời tín hiệu đó về Trái Đất. Biết sóng có bước sóng λ = 0,5 m; tốc độ truyền sóng c = 3.108 m/s. Tính khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến một điểm trên mặt Trái Đất, vẽ hình minh hoạ.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án D
Chu kì quay của Trái đất là T = 24 h = 86400 s
ω T = 2 π T = π 43200 r a d / s
Tốc độ góc của vệ tinh bằng tốc độ góc của trái đất ⇒ ω V = π 43200 r a d / s
Vận tốc dài của vệ tinh là v ' = 3070 m / s = ω V . R V
⇒ R V = 42215 , 53 k m (bán kính quay của vệ tinh so với tâm trái đất)
Quãng đường sóng điện từ truyền đến điểm xa nhất trên trái đất là S = R V 2 − R T 2 = 41731 k m
Thời gian truyền đi là: t = S c = 41731 3.10 5 = 0 , 14 s
Chọn đáp án C
Với vệ tinh địa tĩnh (đứng yên so với trái đất). Chọn hệ quy chiếu gắn liển với vệ tinh thì lực quán tính li tâm cân bằng với lực hấp dẫn nên: F l t → + F h d → = 0 →
F l t = F h d ⇔ m v 2 r = G m M r 2 ⇒ r = G M v 2 r = 6 , 67.10 11 .6.10 24 3 , 07.10 3 2 = 42 , 5.10 3 k m
Thời gian sóng truyền đến điểm A trên trái đất là dài nhất và đến điểm B là ngắn nhất
t d a i = d c t n g a n = r − R c ⇒ t d a i t n g a n = d r − R = r 2 − R 2 r − R = ( 42 , 5.10 3 ) 2 − ( 6400 ) 2 42 , 5.10 − 3 − 6400 = 1 , 16
\(L = \sqrt {{h^2} - {R^2}} = \sqrt {{{36600}^2} - {{6400}^2}} \approx 36036,09\)(km)
Khoảng thời gian lớn nhất mà sóng truyền hình đi từ đài phát đến một điểm trên mặt Trái Đất là:
\(t = \frac{s}{c} = \frac{{(36600 + 36036,09) \times {{10}^3}}}{{{{3.10}^8}}} \approx 0,242(s)\)