已知同步卫星周期为T=24h,地球半径R求h,V,M?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-22
根据同步轨道的定义,同步卫星的轨道半径应该等于地球半径加上该轨道高度(h),即:
r = R + h
同时,根据开普勒定律,卫星的公转周期与轨道半径的三次方成正比,即:
T^2 = (4π^2/GM) × r^3
其中,G为万有引力常数,M为地球质量。
将r代入上式,得到:
T^2 = (4π^2/GM) × (R + h)^3
整理得到:
h^3 + 2Rh^2 + (R^2 - GM(T/2π)^2)h - R^3 = 0
这是一个关于h的三次方程,可以使用牛顿迭代法等方法求解。此外,还可以利用近似公式进行估算。由于同步卫星的高度远小于地球半径,因此可以将R^2项和GM(T/2π)^2项忽略不计,得到近似公式:
h ≈ (T/24)^2 × 3.9655 × 10^7
其中,h的单位为米,T的单位为小时。
根据同步卫星的定义,它的轨道速度应该等于地球自转速度,即:
V = 2πR/T
同步卫星的轨道高度越高,其轨道速度就越小。
最后,根据牛顿定律,卫星在轨道上所受的引力应该等于其质量乘以加速度,即:
GM/R^2 = M×V^2/(R+h)
解得:
M = V^3×(R+h)/G
将上面的h和V代入,即可计算出M的值。

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