Чтобы определить скорость вращения Международной космической станции (МКС) вокруг Земли на высоте 400 км, можем использовать формулу для определения орбитальной скорости:
\[ v = \sqrt{\frac{G \cdot M}{r}} \]
где:
- \( v \) — орбитальная скорость,
- \( G \) — гравитационная постоянная (\( G \approx 6.67 \times 10^{-11} \, \text{Н м}^2/\text{кг}^2 \)),
- \( M \) — масса Земли (\( M \approx 5.972 \times 10^{24} \, \text{кг} \)),
- \( r \) — расстояние от центра Земли до МКС (радиус Земли плюс высота МКС).
Сначала найдем \( r \):
\[ r = R + h = 6370 \, \text{км} + 400 \, \text{км} = 6770 \, \text{км} = 6770 \times 10^3 \, \text{м} \]
Теперь подставим значения в формулу:
Гравитационная постоянная в контексте данной задачи может быть использована в следующей форме, учитывающей массу Земли: \[ v = \sqrt{\frac{G \cdot M}{r}} \]
Приведём массу Земли к килограммам: \[ M = 5.972 \times 10^{24} \, \text{кг} \]
Теперь подставим известные значения:
\[ v = \sqrt{\frac{6.67 \times 10^{-11} \, \text{Н м}^2/\text{кг}^2 \cdot 5.972 \times 10^{24} \, \text{кг}}{6770 \times 10^3 \, \text{м}}} \]
Теперь расчет:
Вычислим числитель: \[ 6.67 \times 10^{-11} \times 5.972 \times 10^{24} \approx 3.986 \times 10^{14} \, \text{м}^3/\text{с}^2 \]
Теперь делим на \( r \): \[ \frac{3.986 \times 10^{14}}{6770 \times 10^3} \approx 5.885 \times 10^{7} \, \text{м}^2/\text{с}^2 \]
Находим корень из результата: \[ v \approx \sqrt{5.885 \times 10^{7}} \approx 7675.97 \, \text{м/с} \]
Преобразуем скорость в км/с: \[ v \approx 7.68 \, \text{км/с} \]
Таким образом, скорость вращения МКС вокруг Земли на высоте 400 км составляет примерно 7.68 км/с.