Для решения задачи о скорости искусственного спутника, который движется по круговой орбите, можно использовать формулу для круговой орбитальной скорости:
\[ v = \sqrt{\frac{G \cdot M}{R}} \]
где:
- \( v \) — скорость спутника,
- \( G \) — закон всемирного тяготения (\( G \approx 6.67 \times 10^{-11} \, \text{м}^3/\text{кг} \cdot \text{с}^2 \)),
- \( M \) — масса Земли (\( M \approx 5.97 \times 10^{24} \, \text{кг} \)),
- \( R \) — расстояние от центра Земли до спутника.
Расстояние \( R \) можно вычислить как сумму радиуса Земли и высоты спутника:
\[ R = R_{\text{Земли}} + h = 6400 \, \text{км} + 2000 \, \text{км} = 8400 \, \text{км} = 8400 \times 10^3 \, \text{м} \]
Теперь мы можем подставить значения:
\[ v = \sqrt{\frac{G \cdot M}{R}} \]
Однако, так как у нас есть ускорение свободного падения \( g \) на поверхности Земли, мы можем использовать его для упрощения расчётов:
\[ v = \sqrt{g \cdot R} \]
Теперь подставим значения:
- \( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 \)
- \( R = 8400 \times 10^3 \, \text{м} \)
Подставляем и считаем:
\[ v = \sqrt{9.8 \cdot 8400 \times 10^3} \]
Теперь считаем:
- Прежде всего найдём произведение:
\[ 9.8 \cdot 8400 \approx 82320 \, \text{м}^2/\text{с}^2 \]
- Теперь найдём квадратный корень:
\[ v \approx \sqrt{82320} \approx 286.2 \, \text{м/с} \]
- Переведём в километры в секунду:
\[ v \approx 0.286 \, \text{км/с} \]
Округляем до десятых:
\[ v \approx 0.3 \, \text{км/с} \]
Таким образом, скорость искусственного спутника Земли на высоте 2000 км составляет приблизительно 0.3 км/с.