В результате ошибочных расчетов, выполненных специалистами, завалившими часть «С» ЕГЭ по физике построенная ими ракета сумела подняться лишь на высоту 3 200 км, после чего начала свободннадать на Землю. Какова будет скорость аппарата в момент его касания поверхности Земли? Радиус Земли 6400 км. Влиянием атмосферы пренебречь. Ответ в км/с округлите до десятых.
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.
На самом высоком уровне энергия кинетическая + энергия потенциальная = энергия в начальный момент:
mv^2/2 - GmM/R = 0
где m - масса ракеты, v - скорость ракеты при касании поверхности, M - масса Земли, R - радиус Земли, G - гравитационная постоянная.
На высоте 3 200 км (R + h = 10 600 км) энергия кинетическая + энергия потенциальная = энергия в самом высоком уровне:
mv^2/2 - GmM/(R + h) = -GmM/R
Решив уравнения, получим, что скорость ракеты в момент касания поверхности Земли составит примерно 11.2 км/с.