Hallo,
a) In welcher Höhe muss der Satellit kreisen ?
In der Höhe, in der die Gravitationskraft gleich der Zentrifugalkraft ist.
Welche Geschwindigkeit hat der geostationäre Satellit?
Du wolltest eine Rechnung ohne Gravitationskonstante ?
v = r * ω
(ω = Winkelgeschwindigkeit,
r = Radius der Kreisbahn)
ω = 2 pi / 24 * 3600s = 72,7 * 10-6 s-1
Geostationäre Satelliten fliegen in der Regel in 35000km Höhe. Hierzu addierst du noch den Erdradius von 6371km und erhältst einen Kreisbahnradius von 41371km.
Daraus ergibt sich folgende Rechnung:
v = 72,7 * 10-6 * 41371000m = 3,01 * 103 m/s
Der Satellit legt also etwas mehr als 3km/s zurück.
b) Geostationäre Bahnen gibt es nur über dem Äquator.
Die Schwerkraft der Erde wirkt ja immer in Richtung Erdmittelpunkt. Das ist auch der Grund, warum der Mittelpunkt der Satellitenbahn der Erdmittelpunkt sein muss. Nur senkrecht über dem Äquator, etwa 41380km vom Erdmittelpunkt entfernt, ist die Erdgravitation so stark, dass der Satellit auf seiner Bahn, die ja kreisförmig ist, gehalten wird. Zwischen Flieh- und Anziehungskräften gibt es dort somit ein vollkommenes Gleichgewicht. Flöge der Satellit nicht genau über dem Äquator, käme es zu dauernden und erheblichen Abweichungen nach Süden und Norden.
Vor wenigen Tagen habe ich eine ähnliche Frage beantwortet, schau vielleicht auch mal hier:
Bestimme die Höhe eines geostationären Satelliten. Viele Grüße