חשב את זמן המסלול של הלוויין

מה אתה צריך:

• נייר ועיפרון
• יִתָכֵן. מַחשְׁבוֹן
• אוסף פורמולות
• ידע בסיסי במכניקה
• (כוח צנטריפוגלי, חוק הכבידה)

חישוב תקופת הסיבוב - כך הוא פועל בשיווי משקל הכוחות

1. הסיבה היחידה שלוויינים (בעיקר) אינם נופלים מהשמיים היא מכיוון שהם שומרים על שיווי משקל פשוט של כוחות על מסלולם.
2. שם כוח הכבידה גדול בדיוק כמו הכוח הצנטריפטלי (הידוע יותר בשם "כוח צנטריפוגלי").
3. ניתן לחפש את שני הכוחות באוסף נוסחאות או בספר פיזיקה.
4. מתוך מאזן זה, אם תוסיף את מרחק הלוויין מפני השטח של כדור הארץ ורדיוס כדור הארץ, תוכל לחשב את מהירות הלוויין.
5. בכל מסלול, לוויינים צריכים לשמור על מהירות זו, יש צורך בתיקונים קטנים, במיוחד במסלולים נמוכים עקב חיכוך אוויר באטמוספירה העליונה.


חשב את משקל השמש - כך היא מתבצעת

כיצד יודעים אסטרונומים את המשקל, כלומר מסת השמש? אתה יכול לשקול אותם ...

6. אם קבעת כעת את מהירות המהפכה הזו למרחק נתון, תוכל לחשב בקלות את זמן המהפכה. זה נובע מחוק זמן הנתיב לתנועת הלוויין (האחידה): s = v x t. המרחק המכוסה s הוא פשוט ההיקף למהפכה אחת, v המהירות המחושבת וזמן המהפכה.
   instagram viewer
7. אם אתה מסדר מחדש את המשוואה לעיל בהתאם, אתה מקבל t = s / v לתקופת המהפכה.
8. שים לב שאתה לוקח גם כדור הארץ וגם לוויין כנקודות מסה בחישוב זה. אז למרחק הלוויין מכדור הארץ יש להוסיף את רדיוס כדור הארץ למרחק הלוויין מפני השטח של כדור הארץ.
9. עליך גם לוודא שאתה בוחר את היחידות בצורה נכונה בחישוב שלך, כלומר מטרים למרחקים ו- m / s למהירויות. זה נותן את זמן המחזור בשניות.

מסלול לוויין - דוגמה מחושבת

1. על שיווי המשקל של הכוחות יש להלן: כוח כבידה = כוח צנטריפוגלי
2. מאוסף הנוסחאות אתה יכול למצוא: G x (m_{כדור הארץ} xm_ישב) / r² = מ_ישב x v²/r. איפה מ_{כדור הארץ} = 6 x 10²⁴ ק"ג הוא מסה של כדור הארץ, רדיוס כדור הארץ הוא 6350 ק"מ = 6.35 x 10⁶ מ 'וקבוע הכבידה G = 6.67 x 10^-11 m³ / (ק"ג "). r הוא גובה הלוויין + רדיוס כדור הארץ.
3. אם אתה מניח בגובה של 200 ק"מ ללוויין בדוגמה זו, r = 6.55 x 10⁶ M.
4. כעת הכנס את הערכים למאזן הכוחות למעלה. מסת הלוויין יוצאת מאיזון זה מכיוון שהיא נמצאת משני צידי המשוואה.
5. מהירות המסלול v של הלוויין נשארת כבלתי ידועה וניתן לחשב אותה.
6. לדוגמא אתה מקבל: v = root (G x m_{כדור הארץ}/ r) = 7817 מ / ש
7. לאחר מכן, חשב את אורך הנתיב s = 2 x Pi x r = 4.12 x 10⁷ מ ', בסביבות 40 מיליון מטרים.
8. ואז לחשב את זמן המחזור: t = s / v = 5270 s = 87.8 דקות, כלומר בסביבות 1 1/2 שעות.