某地球航天器的运行轨道为一个椭圆,以地心为原点的方程为 其中R 为地球半径.假设其运行速率为7690m/s, 初始位置为(R+460,0). 求 (1)航天器运行一圈的时间; (2)航天器运行10万公里后的位置坐标; (3)航天器运行一天(24小时)能够跑几个完整的圈,结束时航天器的位置坐标.
时间: 2024-04-11 19:30:11 浏览: 165
首先,我们需要知道地球的半径R。假设地球的半径为6371 km (6371000 m)。
(1) 航天器运行一圈的时间:
根据速率和运行轨道的周长可以计算出航天器运行一圈所需的时间。椭圆的周长可以用以下公式表示:
C = 2π * √((a^2 + b^2)/2)
其中,a和b分别为椭圆的长半轴和短半轴。根据题目中给出的信息,初始位置为(R+460,0),可知椭圆的长半轴为R+460。
所以,椭圆的周长可以表示为:
C = 2π * √((R+460)^2 + b^2)
航天器运行一圈的时间可以计算为:
T = C / v
其中,v为航天器的运行速率。
(2) 航天器运行10万公里后的位置坐标:
10万公里等于100000 km,转换为米为100000000 m。我们可以通过计算航天器在这段时间内所走过的弧长来确定其位置坐标。
弧长S = v * t
其中,t为航天器运行10万公里所需的时间。
考虑到椭圆轨道的参数方程,我们可以解方程组得到t对应的参数值,进而得到位置坐标。
(3) 航天器运行一天(24小时)能够跑几个完整的圈,结束时航天器的位置坐标:
根据题目中给出的信息,航天器的运行速率为7690 m/s。我们可以计算出一天内航天器所运行的距离,然后将其与椭圆的周长进行比较,得到航天器所跑的圈数。
一天内航天器所运行的距离为:
D = v * 24 * 3600
考虑到椭圆轨道的参数方程,我们可以解方程组得到D对应的参数值,进而得到位置坐标。
请注意,以上的解答都是基于椭圆轨道的简化模型,实际情况可能会有一些偏差。
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某地球航天器的运行轨道为一个椭圆,以地心为原点的方程为
对于一个椭圆轨道,可以使用椭圆的参数方程来描述其运行轨迹。假设地球的质心为原点,椭圆的焦点为F1和F2,主轴的长度为2a,短轴的长度为2b。则以地心为原点的椭圆方程为:
x = a * cos(t)
y = b * sin(t)
其中,t是椭圆上的一个参数,取值范围为[0, 2π)。通过改变a和b的数值可以调整椭圆的形状和大小。
设计matlab代码解决问题:某地球航天器的运行轨道为一个椭圆,以地心为原点的方程为:[(x^2)/(R+460)^2]+[(y^2)/(R+330)^2]=1.其中R为地球半径.假设其运行速率为7690m/s,初始位置为(R+460,0).求(1)航天器运行一周的时间;(2)航天器运行20000公里后的位置坐标;(3)航天器运行一周(7天)能够跑几个完整的圈,结束时航天器的位置坐标.
以下是MATLAB代码解决问题:
```matlab
% 输入数据
R = 6371; % 地球半径,单位:km
a = R + 460; % 椭圆长半轴
b = R + 330; % 椭圆短半轴
v = 7690; % 运行速率,单位:m/s
init_pos = [a, 0]; % 初始位置,单位:km
% 计算椭圆周长和周期
c = sqrt(a^2 - b^2); % 椭圆焦距
e = c / a; % 椭圆离心率
len = 4 * a * ellipke(e); % 椭圆周长
T = len / v; % 周期,单位:s
% 计算航天器运行一周的时间
week_time = T;
% 计算航天器运行20000公里后的位置坐标
dis = 20000; % 距离,单位:km
angle = dis / a; % 弧度
pos = [a * cos(angle), b * sin(angle)]; % 位置坐标,单位:km
% 计算航天器运行一周(7天)能够跑几个完整的圈,结束时航天器的位置坐标
days = 7; % 天数
times = days * 24 * 3600 / T; % 完整圈数
angle_end = times * 2 * pi; % 结束位置的角度
pos_end = [a * cos(angle_end), b * sin(angle_end)]; % 结束位置坐标,单位:km
```
其中,用到了`ellipke`函数计算椭圆周长,需要在R2016a及以上版本才能使用。如果低于该版本,需要自己编写计算椭圆周长的函数。
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