Calculați timpul orbital pentru un satelit

De ce ai nevoie:

• Hârtie și creion
• Eventual. calculator
• Colecția de formule
• Cunoștințe de bază despre mecanică
• (Forța centrifugă, legea gravitației)

Calculați perioada de rotație - așa funcționează într-un echilibru de forțe

1. Singurul motiv pentru care sateliții (mai ales) nu cad din cer este pentru că mențin un echilibru simplu de forțe pe orbita lor.
2. Acolo forța gravitațională este la fel de mare ca forța centripetă (mai bine cunoscută sub numele de „forță centrifugă”).
3. Ambele forțe pot fi căutate într-o colecție de formule sau într-o carte de fizică.
4. Din acest bilanț, dacă introduceți distanța satelitului de suprafața pământului și raza pământului, puteți calcula viteza satelitului.
5. Pe fiecare orbită, sateliții trebuie să mențină această viteză, sunt necesare mici corecții, în special pe orbite joase din cauza fricțiunii aerului din atmosfera superioară.
   instagram viewer


Calculați greutatea soarelui - așa se face

De unde știu astronomii greutatea, adică masa soarelui? Le poți cântări ...

6. Dacă ați stabilit acum această viteză de revoluție pentru o anumită distanță, puteți calcula cu ușurință timpul de revoluție. Rezultă din legea timp-cale pentru mișcarea (uniformă) a satelitului: s = v x t. Distanța parcursă s este pur și simplu circumferința pentru o rotație, v viteza calculată și t timpul de rotație.
7. Dacă rearanjați ecuația de mai sus în consecință, obțineți t = s / v pentru perioada de revoluție.
8. Observați că luați atât pământul, cât și satelitul ca puncte de masă în acest calcul. Deci, pentru distanța satelitului de pământ, trebuie să adăugați raza pământului la distanța satelitului de la suprafața pământului.
9. De asemenea, trebuie să vă asigurați că alegeți corect unitățile în calculul dvs., adică contoare pentru distanțe și m / s pentru viteze. Aceasta oferă timpul ciclului în secunde.

Orbita satelitului - un exemplu calculat

1. Următorul se aplică echilibrului forțelor: forța gravitațională = forța centrifugă
2. Din colecția de formule puteți găsi: G x (m_Pământ xm_Sâmbătă) / r² = m_Sâmbătă x v²/r. Unde m_Pământ = 6 x 10²⁴ kg este masa pământului, raza pământului este de 6350 km = 6,35 x 10⁶ m și constanta gravitațională G = 6,67 x 10^-11 m³ / (kg s "). r este altitudinea satelitului + raza pământului.
3. Dacă presupuneți o altitudine de 200 km pentru satelit în acest exemplu, r = 6,55 x 10⁶ m.
4. Acum introduceți valorile în echilibrul forțelor de mai sus. Masa satelitului scade din acest echilibru deoarece se află pe ambele părți ale ecuației.
5. Viteza orbitală a satelitului rămâne necunoscută și o puteți calcula.
6. Pentru exemplu, veți obține: v = rădăcină (G x m_Pământ/ r) = 7817 m / s
7. Apoi, calculați lungimea traseului s = 2 x Pi x r = 4,12 x 10⁷ m, în jur de 40 de milioane de metri.
8. Și apoi calculați timpul ciclului: t = s / v = 5270 s = 87,8 min, adică aproximativ 1 1/2 ore.