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计算绳子的长度,大家来做题目吧^^

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发表于 2013-9-21 23:17:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 fmdd 于 2013-9-22 07:40 编辑
- [3 o! k3 e' D4 M) ^( o
! v+ i2 M% u# E大家来做题目吧^^0 b- @) ^7 Q  O$ ~2 d. t" N
1 A% Q. ~. u$ l0 M
假设一颗铁球,拴了一根绳子。# \7 q% E3 Z4 d3 o$ V7 f7 W* P

2 [: g  ^* z3 O% L1 i该铁球位于地球赤道上方,绳子垂直于地面向下,铁球相对于地面保持静止。2 I5 A+ B- P1 B# m+ s; L$ n

3 U1 X6 c- i- T- w( B3 p该铁球相当于卫星,有点类似于地面上的一个棒棒糖。
0 s! X' v- `( C9 d8 H- T; ^( ?2 _0 h
假设绳子密度是均匀的,而且足够结实不会被拉断,请问绳子需要有多长?
$ C) F* J" W- f( J5 @- \" r# T7 c9 n! R+ Q5 k
各物理量可以百度,比如重力加速度g、万有引力常数G、可以百度得到。
% l3 E1 L: h# y$ J
, \+ s, T$ Y/ _5 b; Q$ b3 J计算过程中的未知量,比如铁球重量等等可以进行假设。5 W" ^+ K/ j2 P( P( m
, G" [/ X5 _, W2 _, Y# W! z
补充一个图:
# Z$ s( m( n1 \% h
% D. J! u& W' o( y2 S, @, Z3 X9 R; I

/ v; i2 v" v0 ^8 L& p谢谢"探索号QM"的答题,他的计算模型中,是假设绳子对铁球无任何影响。# F# X5 N9 F' t  e3 \

) r9 m  D) B/ T3 o7 `) j' B7 k现在增加点难度,需要考虑绳子的影响。5 e% ?/ H9 Q3 k/ m7 y8 A

7 V) w: ~, z6 R由于有绳子的拖累,铁球需要有更大的离心力,才能带着绳子相对于地面保持静止。
, s4 l. C: T" [5 e  E% f$ x8 K2 k% c$ X' q) `6 a
不计空气阻力的影响,也不计绳子和铁球之间的万有引力。
$ \: z- F5 P& g% `- A' f  `6 [/ ?0 u' @( b- u6 }
给定一些可能会用到的参数(只是可能), |5 ]0 w6 h" k+ P9 y: }" |
铁球质量:1kg0 J3 b2 L- N3 P8 S
绳子直径:10mm. n& k8 U0 F% V  U' p( e0 i5 _2 i4 W
绳子线密度:0.1kg/m& k- b" i% Q& O6 d2 c
绳子的刚度:无穷大5 O$ {# K1 U6 O# a9 m, Q/ ^& @4 p

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发表于 2013-9-22 01:10:57 | 显示全部楼层
...地球同步卫星?

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发表于 2013-9-22 01:45:23 | 显示全部楼层
同步卫星的轨道半径有定数的,度娘。
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发表于 2013-9-22 05:38:44 | 显示全部楼层
如果只考虑地球自转,那等式建立的概念是重力加速度等于离心加速度。
' f7 m+ _/ K3 d' \G*M*r^-2=r*ω^2
; \2 a3 i9 o7 W5 a其中:/ h$ I( o$ |% H" d4 r/ M) V
G --- 重力常数,6.67*10^-11(m^3/(kg*s^2));  M --- 地球质量,5.97*10^24kg;  ω --- 自转角速度,7.27*10^-5 rad/s ; r --- 该球离地心距离
7 ?- y, e/ v# L. Y) U由等式得: r=(G*M*ω ^-2)^(1/3)=4.22*10^7m=4.22*10^4 Km- I) e1 E- c& p) l6 ?3 Q( g
绳子长度是r减去地球赤道半径,即:4.22*10^4-6378=35822 Km.

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fmdd + 1

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 楼主| 发表于 2013-9-22 07:02:00 | 显示全部楼层
探索号QM 发表于 2013-9-22 05:38 7 O3 V3 U; l& l! [
如果只考虑地球自转,那等式建立的概念是重力加速度等于离心加速度。0 I7 S; d+ Q5 E' z: Y" C
G*M*r^-2=r*ω^2# D, ?, f  J8 Z+ N( W$ ^% K
其中:

/ Z3 _& t8 O( i: A谢谢,绳子的自重也需要考虑+ K8 L, \0 K3 H1 g1 w) f+ ^
+ X+ L* C- @5 E$ Y/ v* T: r

- W% X* Q! B, Q6 V
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发表于 2013-9-22 07:35:45 | 显示全部楼层
有深度
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发表于 2013-9-22 07:40:10 | 显示全部楼层
同步卫星的高度为H = 35,786公里。7 h# K; N0 C9 K& @+ |" C
铁球重量无关,是不是绳子重心在H上就可以了?那绳子就是2H
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发表于 2013-9-22 08:38:13 | 显示全部楼层
hehe,高科技!
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发表于 2013-9-22 08:39:20 | 显示全部楼层
实在是不明白楼主你在说什么。。。。。不明觉厉!
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发表于 2013-9-22 09:07:10 | 显示全部楼层
复杂
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