Содержание
Приведите примеры (из области астрономии), доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго двигаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей направление скорости движения этого тела. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю? Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным падением? Что необходимо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли? Выведите формулу для расчёта первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли. Как движется спутник, обладающий первой космической скоростыо; второй космической скоростью?
• Вопрос 1
Обращение планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет.
• Вопрос 2
Действие силы тяжести Земли не приводит к падению спутников на нее вследствие достаточно высокой скорости движения спутников.
• Вопрос 3
Обращение спутника обусловлено силы тяжести, поэтому может являться примером свободного падения.
• Вопрос 4
Тело может стать искусственным спутником Земли в случае, если ему сообщить первую космическую скорость.
• Вопрос 5
g=?^2/r, v=vgr, если высота, на которой движется спутник сравнима с радиусом земли, то r = R_з+H, тогда g=?G M?_з/?(R_з+H)?^2 , v=v(?G M?_з/(R_з+H)^2 (R_з+H))=v(?G M?_з/(R_з+H)).
• Вопрос 6
Имея первую космическую скорость, спутник Земли будет двигаться по круговой орбите, а чем скорость выше, тем больше орбита будет принимать эллиптическую форму. Достигнув второй космической скорости, тело преодолеет притяжение Земли и уйдет в космическое пространство по дуге параболы.
Физика А.В. Перышкин
1.Приведите примеры (из области астрономии), доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго двигаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей направление скорости движения этого тела.
2. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю?
3. Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным падением?
4. Что необходимо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?
5. Выведите формулу для расчёта первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли.
6. Как движется спутник, обладающий первой космической скоростью; второй космической скоростью?
Прямо сейчас на орбите Земли расположено более 1000 искусственных спутников. Они выполняют самые разнообразные задачи и имеют различную конструкцию. Но объединяет их одно — спутники вращаются вокруг планеты и не падают.
Быстрое объяснение
На самом деле спутники постоянно падают на Землю из-за воздействия гравитации. Но они всегда промахиваются, т. к. имеют боковую скорость, заданную инерцией при запуске.
Вращение спутника вокруг Земли — это его постоянное падение мимо.
Развёрнутое объяснение
Если вы бросаете мяч в воздух, мяч возвращается обратно вниз. Это из-за гравитации — той же силы, которая удерживает нас на Земле и не дает улететь в открытый космос.
Спутники попадают на орбиту благодаря ракетам. Ракета должна разогнаться до 29 000 км/ч! Этого достаточно быстро, чтобы преодолеть сильное притяжение и покинуть атмосферу Земли. Как только ракета достигает нужной точки над Землей, она отпускает спутник.
Спутник использует энергию, полученную от ракеты, чтобы оставаться в движении. Это движение называется импульсом.
Но как спутник остается на орбите? Разве он не полетел бы по прямой в космос?
Не совсем. Даже когда спутник находится за тысячи километров, гравитация Земли все еще притягивает его. Притяжение Земли в сочетании с импульсом от ракеты заставляет спутник следовать круговой траектории вокруг Земли — орбите.
Когда спутник находится на орбите, он имеет идеальный баланс между импульсом и силой притяжения Земли. Но найти этот баланс довольно сложно.
Гравитация тем сильнее, чем ближе объект к Земле. И спутники, которые вращаются вокруг Земли, должны двигаться на очень высоких скоростях, чтобы оставаться на орбите.
Например, спутник NOAA-20 вращается всего в нескольких сотнях километров над Землей. Он должен путешествовать со скоростью 27 300 км/ч, чтобы оставаться на орбите.
С другой стороны, спутник NOAA GOES-East вращается вокруг Земли на высоте 35 405 км. Чтобы преодолеть гравитацию и остаться на орбите, ему нужна скорость около 10 780 км/ч.
Спутники могут оставаться на орбите в течение сотен лет, поэтому нам не нужно беспокоиться о том, что они упадут на Землю.
Загрузка...
