两个天体(包括人造天体)间存在万有引力,并具有由相对位置决定的势能.如果两个天体的质量分别为
m1和
m2,当它们相距无穷远时势能为零,则它们的距离为
r时,引力势能
Ep=-
G
.发射地球同步卫星时,一般是把它先送入较低的圆形轨道,如图所示,再经过两次点火,即先在图中
a点处启动燃气发动机,向后喷出高压燃气,卫星得到加速,进入图中的椭圆轨道Ⅱ;在轨道Ⅱ的远地点
b处第二次点火,卫星再次被加速,此后,卫星沿图中的圆形轨道Ⅲ(同步轨道)运动.设某同步卫星的质量为
m,地球半径为
R,轨道Ⅰ距地面非常近,轨道Ⅲ距地面的距离近似为6
R,地面处的重力加速度为
g,并且每次点火经历的时间都很短,点火过程中卫星减少的质量可以忽略.
(1)从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中,合力对卫星所做的总功是多大?
(2)若已知卫星在轨道Ⅱ上经过
a点时的速率为

,则在
b处点火的过程中燃气对卫星所做的功是多少?
