Рассчитать орбитальное время для спутника

Что вам нужно:

• Бумага и карандаш
• Возможно. калькулятор
• Коллекция формул
• Базовые знания механики
• (Центробежная сила, закон всемирного тяготения)

Рассчитайте период вращения - вот как это работает при равновесии сил

1. Единственная причина, по которой спутники (в основном) не падают с неба, заключается в том, что они поддерживают простое равновесие сил на своей орбите.
2. Здесь сила тяжести такая же велика, как и центростремительная сила (более известная как «центробежная сила»).
3. Обе силы можно найти в сборнике формул или в книге по физике.
4. Из этого баланса, если вы вставите расстояние спутника от поверхности земли и радиус Земли, вы можете рассчитать скорость спутника.
5. На каждой орбите спутники должны поддерживать эту скорость, необходимы небольшие поправки, особенно на низких орбитах из-за трения воздуха в верхних слоях атмосферы.
instagram viewer


Рассчитайте вес солнца - вот как это делается

Как астрономы узнают вес, то есть массу Солнца? Вы можете их взвесить ...

6. Если вы теперь определили эту скорость вращения для данного расстояния, вы можете легко вычислить время вращения. Это следует из закона времени пути для (равномерного) движения спутника: s = v x t. Пройденное расстояние s - это просто длина окружности за один оборот, v - расчетная скорость, а t - время оборота.
7. Если вы соответствующим образом измените приведенное выше уравнение, вы получите t = s / v для периода вращения.
8. Обратите внимание, что в этом расчете вы берете и Землю, и спутник в качестве точек масс. Таким образом, чтобы определить расстояние от спутника до Земли, вам нужно добавить радиус Земли к расстоянию от спутника до поверхности Земли.
9. Вы также должны убедиться, что вы правильно выбрали единицы в своих расчетах, то есть метры для расстояний и м / с для скорости. Это дает время цикла в секундах.

Спутниковая орбита - расчетный пример

1. Следующее относится к равновесию сил: гравитационная сила = центробежная сила.
2. Из коллекции формул вы можете найти: G x (m_Земля хм_{Суббота}) / р² = м_{Суббота} x v²/r. Где м_Земля = 6 х 10²⁴ кг - масса земли, радиус земли 6350 км = 6,35 х 10⁶ м и гравитационная постоянная G = 6,67 x 10^-11 м³ / (кг · с "). r - высота спутника + радиус Земли.
3. Если вы предположите, что высота спутника в этом примере составляет 200 км, то r = 6,55 x 10⁶ м.
4. Теперь вставьте значения в приведенный выше баланс сил. Масса спутника выпадает из этого баланса, потому что она находится по обе стороны уравнения.
5. Орбитальная скорость v спутника остается неизвестной, и вы можете ее вычислить.
6. Для примера вы получите: v = root (G x m_Земля/ r) = 7817 м / с
7. Затем вычислите длину пути s = 2 x Pi x r = 4,12 x 10⁷ м, около 40 миллионов метров.
8. Затем вычислите время цикла: t = s / v = 5270 с = 87,8 мин, то есть около 1 1/2 часа.