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Il problema

Due satelliti, ed , ruotano su orbite circolari intorno allo stesso pianeta. Il satellite ruota alla velocità di su un’orbita di raggio . Se la velocità di è , quanto misura il raggio della sua orbita?

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Dati e incognite

Dati

  • Velocità del primo satellite    
  • Velocità del secondo satellite    
  • Raggio dell’orbita del primo satellite    

Incognite

  • Raggio dell’orbita del secondo satellite     
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Step 1

Applichiamo la terza legge di Keplero al moto dei due satelliti:

Dove ed sono i raggi delle orbite, mentre e sono i periodi di rivoluzione.

Se hai bisogno di aiuto

Passaggio precedente

Applichiamo la terza legge di Keplero al moto dei due satelliti:

Dove ed sono i raggi delle orbite, mentre e sono i periodi di rivoluzione.

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Step 2

Poichè il primo satellite compie un’orbita circolare, la sua velocità sarà data da:

Risolvendo rispetto a otteniamo:

In modo analogo per il secondo satellite otterremo:

Passaggio precedente

Poichè il primo satellite compie un’orbita circolare, la sua velocità sarà data da:

Risolvendo rispetto a otteniamo:

In modo analogo per il secondo satellite otterremo:

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Step 3

Sostituendo queste espressioni nella legge di Keplero otteniamo:

Da cui, semplificando:

Passaggio precedente

Sostituendo queste espressioni nella legge di Keplero otteniamo:

Da cui, semplificando:

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Step 4

Risolvendo la precedente rispetto as otteniamo:

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Riflessioni sul risultato

Le leggi di Keplero, anche se originariamente formulate per il moto di rivoluzione dei pianeti attorno al Sole, hanno validità generale per qualsiasi moto in un campo gravitazionale.

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Il problema

Due satelliti, ed , ruotano su orbite circolari intorno allo stesso pianeta. Il satellite ruota alla velocità di su un’orbita di raggio . Se la velocità di è , quanto misura il raggio della sua orbita?

Dati e incognite

Dati

  • Velocità del primo satellite    
  • Velocità del secondo satellite    
  • Raggio dell’orbita del primo satellite    

Incognite

  • Raggio dell’orbita del secondo satellite     

Step 1

Applichiamo la terza legge di Keplero al moto dei due satelliti:

Dove ed sono i raggi delle orbite, mentre e sono i periodi di rivoluzione.

Step 2

Poichè il primo satellite compie un’orbita circolare, la sua velocità sarà data da:

Risolvendo rispetto a otteniamo:

In modo analogo per il secondo satellite otterremo:

Step 3

Sostituendo queste espressioni nella legge di Keplero otteniamo:

Da cui, semplificando:

Step 4

Risolvendo la precedente rispetto as otteniamo:

Riflessioni sul risultato

Le leggi di Keplero, anche se originariamente formulate per il moto di rivoluzione dei pianeti attorno al Sole, hanno validità generale per qualsiasi moto in un campo gravitazionale.