157 完美解答(2/3)
审题的时候,唯一的那一点点困难,大概就是“拉格朗日点”了
浸淫科幻小说的李峥,自然熟悉这个概念,但纠结于此只会让这道题变得复杂
实际上,解这道题,根本不需要知道“拉格朗日点”是什么鬼东西,只需要注意题面给出的关键信息即可——
1,这个点在日地延长线上
2,在该点,飞船和地球一起同步绕太阳做圆周运动
这两点,虽是文字叙述,但在物理爱好者眼里,瞬间就可以化为几何图和数学算式
既然飞船在日地延长线上,就说明它受到地球和太阳的引力,方向相同,只要把两个引力相加,即是飞船圆周运动的向心力
既然与地球同步绕太阳,就说明角速度ω相同
同时,圆周运动角速度,半径,与向心力之间,又存在F=MRω^2
接下来,只需要把这几个方程列出来,联立求解就是了,初中数学
三五分钟的功夫,第一问的结果就出来了
该点离地球的距离x满足的方程为——
MS/(R+X)^2+ME/X^2=MS(R+X)/R^3
这个结果颇有些复杂,但思路和计算是真的很简单
再看第二问
由此解得x≈_____
这……不就是解上面的方程么……
这是一道数学题了吧???
再看上面的方程,很明显已经过于复杂了,用现在掌握的数学知识,是不可能硬解出来的
其原因就在于等式第一列分母上的(R+X)^2,这个东西直接将方程拉入了深渊
但李峥,并没有慌
只因题面上,有个刺眼的东西,仿佛一直在喊“不会就看我!不会就看我!”
那就是最后括号里的提示
(已知当λ&;&;1时,(1+λ)^n≈1+nλ)
外加最后的问题,也是x≈
这就很明显了
需要用这个公式,简化(R+X)^
理清思路后,首先将(R+X)^2改变形式,变成(1+λ)^n就是了
这样就变成了(1+X/R)^2R^
之后代入上面那个公式……
最后联立第一问的方程……
x≈{(ME/3MS)^1/3}R
看着这个舒适美观的答案,李峥长舒了一