احسب الوقت المداري للقمر الصناعي

ماذا تحتاج:

• ورقة وقلم
• ربما. آلة حاسبة
• جمع الصيغة
• المعرفة الأساسية بالميكانيكا
• (قوة الطرد المركزي ، قانون الجاذبية)

احسب فترة الدوران - هذه هي الطريقة التي تعمل بها في توازن القوى

1. السبب الوحيد لعدم سقوط الأقمار الصناعية (في الغالب) من السماء هو أنها تحافظ على توازن بسيط للقوى في مدارها.
2. هناك قوة الجاذبية تعادل قوة الجاذبية المركزية (المعروفة باسم "قوة الطرد المركزي").
3. يمكن البحث عن كلتا القوتين في مجموعة معادلات أو في كتاب فيزياء.
4. من هذه الميزانية العمومية ، إذا أدخلت مسافة القمر الصناعي من سطح الأرض ونصف قطر الأرض ، يمكنك حساب سرعة القمر الصناعي.
5. في كل مدار ، يجب أن تحافظ الأقمار الصناعية على هذه السرعة ، والتصحيحات الصغيرة ضرورية ، خاصة في المدارات المنخفضة بسبب احتكاك الهواء في الغلاف الجوي العلوي.


احسب وزن الشمس - هكذا يتم ذلك

كيف يعرف علماء الفلك الوزن ، أي كتلة الشمس؟ يمكنك وزنهم ...

instagram viewer
6. إذا كنت قد حددت الآن سرعة هذه الثورة لمسافة معينة ، فيمكنك بسهولة حساب وقت الثورة. وهو ناتج عن قانون زمن المسير لحركة القمر الصناعي (المنتظمة): s = v x t. المسافة المقطوعة s هي ببساطة محيط دورة واحدة ، v السرعة المحسوبة و t زمن الثورة.
7. إذا قمت بإعادة ترتيب المعادلة أعلاه وفقًا لذلك ، فستحصل على t = s / v لفترة الثورة.
8. لاحظ أنك تأخذ الأرض والقمر الصناعي كنقاط كتلة في هذا الحساب. لذلك بالنسبة لمسافة القمر الصناعي من الأرض ، يجب عليك إضافة نصف قطر الأرض إلى مسافة القمر الصناعي من سطح الأرض.
9. يجب عليك أيضًا التأكد من اختيار الوحدات بشكل صحيح في الحساب ، أي متر للمسافات و m / s للسرعة. هذا يعطي وقت الدورة بالثواني.

مدار القمر الصناعي - مثال محسوب

1. ينطبق ما يلي على توازن القوى: قوة الجاذبية = قوة الطرد المركزي
2. من مجموعة الصيغة ، يمكنك العثور على: G x (m_الارض xm_جلس) / ص² = م_جلس x v²/r. أين م_الارض = 6 × 10²⁴ كجم هي كتلة الأرض ، ونصف قطر الأرض 6350 كم = 6.35 × 10⁶ م وثابت الجاذبية G = 6.67 × 10^-11 م / (كجم / ث). r هو ارتفاع القمر الصناعي + نصف قطر الأرض.
3. إذا افترضت ارتفاع 200 كم للقمر الصناعي في هذا المثال ، فإن r = 6.55 × 10⁶ م.
4. الآن أدخل القيم في ميزان القوى أعلاه. تخرج كتلة القمر الصناعي عن هذا التوازن لأنها على طرفي المعادلة.
5. تظل السرعة المدارية v للقمر الصناعي مجهولة ويمكنك حسابها.
6. على سبيل المثال تحصل على: v = root (G x m_الارض/ ص) = 7817 م / ث
7. بعد ذلك ، احسب طول المسار s = 2 x Pi x r = 4.12 x 10⁷ م ، حوالي 40 مليون متر.
8. ثم احسب وقت الدورة: t = s / v = 5270 s = 87.8 min ، أي حوالي 1 1/2 ساعة.