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Re: [其他] 請問如何求出這題的遠近日點
※ 引述《iampig951753 (MultiOrganFailure)》之銘言:
: https://i.imgur.com/0hP9Gk9.jpg
: 如題
: 想了一整晚
: 完全沒有頭緒
: 比解出答案更痛苦
解出答案還會痛苦?
: 問人也沒有找到解答
: 求救
: 或是這不需要找出遠日點?
: 應該不可能吧?
這題應該比算出一個值還要多一些考慮
我先寫出原本的計算問題
10R(v/2) = Rv' => v' = 5v,這只是切線速度分量而已
到達行星表面的速度V至少 >= v',因為也有可能含有徑向速度分量
-GMm/(10R) + (1/2)mv^2 = -GMm/R + (1/2)m(V)^2 >= -GMm/R + (25/2)mv'^2
=> 9GM/(10R) >= 12v^2
=> v <= √[3GM/(40R)]此為初始速度最大值,而非題目說的最小值
所以問題不是只是算出一個極值,還必須考慮到底是最大值還是最小值
也就是問題並沒有完
設接近r = kR,k >= 1
10R(v/2) = kRV => V = 5v/k < 5v
令U = GMm/R,E = (1/2)mv^2
-GMm/(10R) + (1/2)mv^2 = (-GMm/r") + (25/2)m(V_t)^2 + (1/2)m(V_r)^2
V_r本身是k的函數
這裡有個問題:會不會初始速度一發射後,本來就根本連行星表面都碰不到?
只用角動量和能量守恆可以算出一個極值,但是也無法解釋其他問題
假設到達某r = kR時,無V_r分量
-GMm/(10R) + (1/2)mv^2 = (1/k)(-GMm/R) + (1/k)^2 (25/2)mv^2 + (1/2)m(V_r)^2
=> -U/10 + E = 25E(1/k)^2 - U(1/k)
令x = (1/50)(U/E),可解出1/k
1/k_1 = x + √[x^2 - x/5 + 1/25]
1/k_2 = x - √[x^2 - x/5 + 1/25]
因為解的性質,
要求1/k_1 <= 1可解出v >= √[3GM/(40R)],
到這裡才知道所解的極值是最小值,
不是最大值。
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[其他] 請問如何求出這題的遠近日點
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