假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km 的赤道上空繞地球做勻速圓周運動,地球半徑約為6400km,地球同步衛(wèi)星距地面高度為36000km,宇宙飛船和地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動,每當二者相距最近時,宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號,然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送到地面接收站,某時刻二者相距最遠,從此刻開始,在一晝夜的時間內(nèi),接收站共接收到信號的次數(shù)為( )
A. 4次
B. 6次
C. 7次
D. 8次
據(jù)開普勒第三定律
= (1)
R
1=4200km+6400km R
2=36000km+6400km (2)
可知載人宇宙飛船的運行周期T
1與地球同步衛(wèi)星的運行周期T
2之比為
,又已知地球同步衛(wèi)星的運行周期為一天即24h,因而載人宇宙飛船的運行周期T
1=
h=3h
由勻速圓周運動的角速度ω=
,所以宇宙飛船的角速度為
h,同步衛(wèi)星的角速度為
h因為兩者運行的方向相同,因而可以視作追擊問題.又因為是由兩者相距最遠的時刻開始,而兩者處于同一直線且非位于地球同一側(cè)時,二者相距最遠,此時追擊距離為π即一個半圓,追擊時間為
h=h.
此后,追擊距離變?yōu)?π即一個圓周,同理,追擊時間為
h=h.
可以得到24h內(nèi)共用時
h完成追擊7次,即七次距離最近,因而發(fā)射了七次信號.