Ang dalawang satelite P_ "1" at P_ "2" ay umiikot sa mga orbit ng radii R at 4R. Ang ratio ng maximum at minimum na angular velocities ng linya na sumali sa P_ "1" at P_ "2" ay ??

Ang dalawang satelite P_ "1" at P_ "2" ay umiikot sa mga orbit ng radii R at 4R. Ang ratio ng maximum at minimum na angular velocities ng linya na sumali sa P_ "1" at P_ "2" ay ??
Anonim

Sagot:

#-9/5#

Paliwanag:

Ayon sa ikatlong batas ni Kepler, # T ^ 2 propto R ^ 3 ay nagpapahiwatig ng omega propto R ^ {- 3/2} #, kung ang angular velocity ng panlabas na satellite ay # omega #, na sa loob ng isa ay #omega times (1/4) ^ {- 3/2} = 8 omega #.

Ating bigyan ng pagkakataon # t = 0 # upang maging isang instant kapag ang dalawang satellite ay collinear sa ina planeta, at ipaalam sa amin ang karaniwang linya na ito bilang # X # aksis. Pagkatapos, ang mga coordinate ng dalawang planeta sa oras # t # ay # (R cos (8omega t), R sin (8omega t)) # at # (4R cos (omega t), 4R sin (omega t)) #, ayon sa pagkakabanggit.

Hayaan # theta # maging anggulo ang linya na sumasali sa dalawang satellite na gumagawa kasama ang # X # aksis. Napakadaling makita iyon

#tan theta = (4R sin (omega t) -Rsin (8 omega t)) / (4R cos (omega t) -Rcos (8 omega t)) = (4 sin (omega t)) / (4 cos (omega t) -cos (8 omega t)) #

Ang pagkita ng pagkakaiba-iba

# sec ^ 2 theta (d theta) / dt = d / dt (4 sin (omega t) -in (8 omega t)) / (4 cos (omega t) -cos (8 omega t)

# = (4 cos (omega t) -cos (8 omega t)) ^ - 2 beses #

#qquad (4 cos (omega t) -cos (8 omega t)) (4 omega cos (omega t) -8omega cos (8 omega t)) - #

#qquad (4 sin (omega t) - sa (8 omega t)) (- 4omega kasalanan (omega t) +8 omega kasalanan (8 omega t)) #

Kaya naman

(4 cos (omega t) -cos (8 omega t)) ^ 2 1 + ((4 sin (omega t) -in (8 omega t)) / (4 cos (omega t) t))) ^ 2 (d theta) / dt #

# = 4 omega (4 cos ^ 2 (omega t) -9 cos (omega t) cos (8 omega t) + 2 cos ^ 2 (omega t)) #

#qquad qquad + (4 sin ^ 2 (omega t) -9 sin (omega t) cos (8 omega t) + 2sin ^ 2 (omega t)) #

# = 4 omega 6-9cos (7 omega t) ay nagpapahiwatig #

# (17 -8 cos (7 omega t)) (d theta) / dt = 12 omega (2 - 3 cos (7 omega t)) ay nagpapahiwatig #

# (d theta) / dt = 12 omega (2 - 3 cos (7 omega t)) / (17 -8 cos (7 omega t)) equiv 12 omega f (cos (7 omega t)

Kung saan ang pag-andar

#f (x) = (2-3x) / (17-8x) = 3/8 - 35/8 1 / (17-8x) #

ay may kinuha

# f ^ '(x) = -35 / (17-8x) ^ 2 <0 #

at samakatuwid ay bumababa ang agwat sa agwat #-1,1#.

Kaya, ang angular velocity # (d theta) / dt # ay maximum kapag #cos (7 omega t) # ay minimum, at kabaliktaran.

Kaya, # ((d theta) / dt) _ "max" = 12 omega (2 - 3 beses (-1)) / (17-8 beses (-1)) #

#qquad qquad qquad qquad = 12 omega times 5/25 = 12/5 omega #

# ((d theta) / dt) _ "min" = 12 omega (2 - 3 beses 1) / (17-8 beses 1) #

#qquad qquad qquad qquad = 12 omega times (-1) / 9 = -4/3 omega #

at sa gayon ang ratio sa pagitan ng dalawa ay:

# 12/5 omega: -4/3 omega = -9: 5 #

Tandaan Ang katotohanan na # (d theta) / dt # Ang mga pagbabago sa pag-sign ay ang sanhi ng tinatawag na maliwanag na paggalaw