周期为1秒的人造卫星离地面的平均高度H的计算公式为:+ 6.67×10-11MT? H= 47 --Rr 式中,地球的质量M=6×1024kg,地球的半径R=6.371×108m。编写程序,输入人造卫星的周期T,计算并输出人造卫星离地面的高度H。用c语言生成

时间: 2024-12-14 15:19:00 浏览: 7
周期为1秒的人造卫星离地面的平均高度H的计算涉及到开普勒第三定律,即卫星绕地球运动的轨道周期与其轨道半长轴立方成正比。在这个公式中,我们通常不会直接使用地球质量和半径的乘积,而是利用万有引力常数 \( G \) 和地球质量 \( M \) 来表示。 公式可以表示为: \[ H = \sqrt[3]{\frac{GMT^2}{4\pi^2}} - \( G \) 是万有引力常数,大约等于 \( 6.67 \times 10^{-11} \) N·m²/kg², - \( M \) 是地球的质量,约为 \( 6 \times 10^{24} \) kg, - \( T \) 是卫星的周期, - \( R \) 是地球的半径,约为 \( 6.371 \times 10^8 \) m. 下面是简单的C语言程序,用于计算给定周期的人造卫星离地面的高度: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> #define G 6.67e-11 // 万有引力常数 #define M 6e24 // 地球质量 #define R 6.371e8 // 地球半径 double calculateHeight(double period) { double height = pow(G * M / (4 * M_PI * M_PI), 1.0 / 3.0) - R; return height; } int main() { double inputPeriod; printf("请输入人造卫星的周期(单位:秒): "); scanf("%lf", &inputPeriod); double height = calculateHeight(inputPeriod); printf("人造卫星离地面的平均高度大约为: %.2f 米\n", height); return 0; } ``` 运行此程序,用户需要输入卫星的周期,然后它会计算并输出对应的高度。记得输入值应为秒。
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% 定义常数 G = 6.67e-11; % 万有引力常数 M_sun = 1.989e30; % 太阳质量 M_earth = 5.972e24; % 地球质量 M_moon = 7.342e22; % 月球质量 D_es = 1.49598e11; % 地-太距离 D_ms = 3.844e8; % 月-太距离 % 初始位置和速度 x_earth = [D_es, 0]; % 地球初始位置 x_moon = [D_es+D_ms, 0]; % 月球初始位置 v_earth = [0, 29.78e3]; % 地球初始速度 v_moon = [0, (29.78e3+1022)]; % 月球初始速度 % 时间间隔和步长 t_start = 0; t_end = 365*24*3600;% 一年的时间 dt = 3600; % 时间步长 % 初始化变量 x = [x_earth,x_moon,v_earth,v_moon]; t = t_start; % 循环计算并绘图 figure while t < t_end % 计算下一个时间步长的位置 x = euler_step(@three_body, x, t, dt); t = t + dt; % 画出地球和月球的位置 subplot(1,2,1) plot(x(1), x(2), 'bo', 'MarkerSize', 10, 'MarkerFaceColor', 'b'); hold on; plot(x(3), x(4), 'ro', 'MarkerSize', 5, 'MarkerFaceColor', 'r'); xlim([-D_es*1.5, D_es*1.5]); ylim([-D_es*1.5, D_es*1.5]); xlabel('x (m)'); ylabel('y (m)'); title(['Three-body simulation (t=',num2str(t/(24*3600),'%.2f'),' days)']); subplot(1,2,2) plot(x(3)-x(1), x(4)-x(2), 'ro', 'MarkerSize', 10, 'MarkerFaceColor', 'b'); hold on axis([-D_ms*3 D_ms*3 -D_ms*3 D_ms*3]) drawnow; end % 定义欧拉方法函数 function x_next = euler_step(f, x, t, dt) x_next = x + dt*f(x, t); end % 定义微分方程函数 function dx_dt = three_body(x,t) G = 6.67e-11; M_sun = 1.989e30; M_earth = 5.972e24; M_moon = 7.342e22; D_es = 1.49598e11; D_ms = 3.844e8; x_earth = x(1:2); x_moon = x(3:4); v_earth = x(5:6); v_moon = x(7:8); % 地球受到的引力 F_es = G*M_sun*M_earth/norm(x_earth)^2; % 月球受到的引力 F_ms = G*M_sun*M_moon/norm(x_moon)^2; % 地球和月球之间的引力 F_em = G*M_earth*M_moon/norm(x_earth-x_moon)^2; % 地球和月球的加速度 a_earth = -F_es/M_earth*(x_earth/norm(x_earth)) - F_em/M_earth*((x_earth-x_moon)/norm(x_earth-x_moon)); a_moon = -F_ms/M_moon*(x_moon/norm(x_moon)) + F_em/M_moon*((x_earth-x_moon)/norm(x_earth-x_moon)); dx_dt = [v_earth, v_moon, a_earth, a_moon]; end该程序中地球和月球的初始位置和初始速度分别为多少

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