Искусственные спутники Земли

1.

ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ
Кириллов А.М., http://generalphysics.ru/, https://vk.com/phys_sochi

2.

ДВИЖЕНИЕ ПО ОКРУЖНОСТИ
Все катались на качелях и знают что, если сильно раскачаться, то можно
сделать полный оборот вокруг верхней перекладины.
При этом направление и величина скорости человека постоянно
изменяются под действием приложенных к нему сил.
Если не учитывать силу сопротивления воздуха и трение в точке подвеса,
то человек может вращаться бесконечно долго.

3.

Ньютон однажды нарисовал рисунок, на котором был изображен земной
шар, а на нем нарисована высокая гора. С вершины этой горы с
различной скоростью горизонтально бросаются камни.
Под рисунком он написал: «Брошенный камень отклонится под
действием силы тяжести от прямолинейного пути и, описав кривую
траекторию, упадет, наконец, на Землю. Если его бросить с большей
скоростью, то он упадет дальше».
Продолжая эти размышления, Ньютон приходит к выводу, что при
отсутствии сопротивления воздуха и при достаточно большой скорости
тело вообще может не упасть, а будет описывать круговые траектории,
оставаясь на одной и той же высоте над Землей.
Такое тело становится искусственным спутником Земли.

4.

ПЕРВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ
Скорость, при которой тело становится искусственным спутником Земли,
движущимся вокруг нее по круговой орбите, называется первой
космической скоростью.
Для Земли на небольших высотах (много меньших по сравнению с
радиусом Земли, Rз=6370 км) первая космическая скорость
V1≈7,9 км/с.

5.

Первая космическая скорость зависит от расстояния от планеты.
Формула для расчета первой космической скорости:

6.

Если тело бросить со скоростью меньшей, чем 7,9 км/с, то оно упадет
на Землю.
Что будет, если тело бросить с большей скоростью?
Его орбита будет вытягиваться в эллипс.

7.

При скорости равной 11,2 км/с, которая называется второй космической,
тело преодолевает земное притяжение и уходит в космическое
пространство. Тело в этом случае становится искусственным спутником
Солнца. Только при этой (и большей) скорости можно совершать полеты к
Луне, Венере, Марсу и др.

8.

Вокруг Земли кроме многочисленных искусственных спутников,
запущенных человеком, вращается естественный спутник – Луна.
Воспользовавшись значениями массы Земли и радиуса орбиты Луны
вокруг Земли, получим значение скорости около 1 км/с.
Мз=5,97·10^24 кг.
r=Rз+h=384000 км.

9.

Также можно посчитать скорость планет солнечной, используя формулу
где Мс=2·10^30 кг – масса Солнца.
Можно также посчитать сколько длится год на каждой из планет
солнечной системы
Таким образом, чем дальше планета удалена от Солнца, тем больше
период ее обращения.