Какое нормальное ускорение должен иметь искусственный спутник на высоте, равный половине земного радиуса, чтобы он мог обращаться вокруг земли по окружности

Для ответа на данный вопрос, нам понадобится знание формулы для центростремительного ускорения. Центростремительное ускорение (a) выражается через линейную скорость (v) и радиус окружности (r) следующим образом:

a = v² / r,

где a - ускорение, v - скорость и r - радиус окружности.

Мы знаем, что спутник движется по окружности. По определению, окружность - это фигура, где все точки равноудалены от центра. Так что радиус окружности будет равен расстоянию от центра (центра Земли) до спутника. В данном случае, радиус окружности будет половиной земного радиуса, то есть величине, равной R/2, где R - земной радиус.

Теперь мы должны рассмотреть величину скорости спутника, чтобы он мог обращаться вокруг Земли по окружности. Мы знаем, что спутник движется вокруг Земли под влиянием силы притяжения. Для этого у нас есть формула:

F = G * (m₁ * m₂) / r²,

где F - сила притяжения, G - гравитационная постоянная, m₁ - масса Земли, m₂ - масса спутника и r - расстояние от центра Земли до спутника.

В нашем случае, сила притяжения будет обеспечивать необходимое центростремительное ускорение спутника. Это ускорение должно быть направлено внутрь окружности и равно по модулю центростремительному ускорению.

Центростремительное ускорение связано с силой притяжения следующим образом:

a = F / m₂,

где a - ускорение, F - сила притяжения и m₂ - масса спутника.

Используя формулу для силы притяжения, мы можем написать:

a = (G * (m₁ * m₂) / r²) / m₂.

Заметим, что масса спутника m₂ сокращается, и у нас остаётся:

a = G * m₁ / r².

Теперь у нас есть выражение для центростремительного ускорения. Для того чтобы определить его значение, нам нужно знать значения гравитационной постоянной (G) и массы Земли (m₁).

Согласно известным данным, гравитационная постоянная G ≈ 6.67430 * 10^(-11) м³/(кг*с²), а масса Земли m₁ ≈ 5.972 * 10^24 кг.

Теперь мы можем подставить эти значения в формулу:

a = (6.67430 * 10^(-11) м³/(кг*с²)) * (5.972 * 10^24 кг) / (R/2)².

Сокращаем единицы измерения и получаем:

a = 2.506 * 10^(-3) м/с².

Таким образом, чтобы искусственный спутник на высоте, равной половине земного радиуса, мог обращаться вокруг Земли по окружности, он должен иметь нормальное ускорение, равное примерно 2.506 * 10^(-3) м/с².