14.设火星和飞船的质量分别为M和m,飞船沿椭圆轨道运行时,飞船在最近点或最远点与火星中心的距离为r,飞船速度为v.
因飞船喷气前绕圆轨道的面积速度为,等于喷气后飞船绕椭圆轨道在P点的面积速度sinq (P为圆和椭圆的交点),由开普勒第二定律,后者又应等于飞船在近、远火星的面积速度,故
=sinq = 即 =rv ①
由机械能守恒定律 ②
飞船沿原圆轨道运动时,有 ③
式中 =R+H,r=R+h
上述三个方程消去G、M、后可解得关于r的方程为
上式有两个解,大者为,小者为,即
故近、远火星点距火星表面的高度为
(2)设椭圆轨道的半长轴为a,则
即
飞船喷气前绕圆轨道运行的周期为
设飞船喷气后,绕椭圆轨道运行的周期为T,由开普勒第三定律得
故
- 答案