ບົດຮຽນນີ້ໄດ້ຂຽນໂດຍສະມາຊິກຂອງກຸ່ມ Local Solar System Foundation ແລະສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍຜູ້ກວດສອບທີ່ມີຄຸນສົມບັດ. ທ່ານມີຄວາມຮູ້ໃນຫົວຂໍ້ນີ້ບໍ? ແນະນຳການແກ້ໄຂ
ນັກບິນອະວະກາດທຸກຄົນທີ່ເຈົ້າເຄີຍເຫັນລອຍຢູ່ເທິງສະຖານີອາວະກາດແມ່ນ ຕົກ ສະຖານີກໍຄືກັນ ແລະ ດວງຈັນກໍ່ຄືກັນ ບໍ່ມີອັນໃດໃນນັ້ນ “ຢູ່ເໜືອແຮງດຶງດູດ” ພວກເຂົາຕົກຢູ່ອ້ອມໂລກ, ອີກເທື່ອຫນຶ່ງແລະອີກຄັ້ງ, ແລະບໍ່ເຄີຍໄດ້ປຽບມັນ.
ວົງໂຄຈອນແມ່ນພຽງແຕ່ການຕົກທີ່ບໍ່ມີວັນສິ້ນສຸດ.
ເບິ່ງ
ຖິ້ມບ້ວງໄປຂ້າງ ແລະ ມັນຈະໂຄ້ງລົງມາທີ່ດິນ. ຖິ້ມມັນແຮງກວ່າເກົ່າ ແລະ ມັນຈະຕົກຢູ່ຫ່າງໄກກວ່າເກົ່າ. ຄິດວ່າ ຖ້າເຮົາຖິ້ມມັນລົງໄປຢ່າງແຮງ, ເມື່ອມັນຕົກລົງມາໄດ້ໜຶ່ງແມັດ, ພື້ນທີ່ຢູ່ລຸ່ມກໍ່ຈະ ໂຄ້ງ ໄປອີກໜຶ່ງແມັດ. ມັນຍັງຕົກຢູ່ ມັນບໍ່ເຄີຍໃກ້ຊິດກວ່ານີ້
ຢູ່ໃນໂລກທີ່ເກີດຂື້ນໃນປະມານ 7.8 km/s ໃກ້ກັບພື້ນຜິວ (28,000 km/h). ບໍ່ມີຫຍັງທີ່ຢູ່ເທິງດິນສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ໄວເທົ່ານັ້ນ ເພາະອາກາດຈະຢຸດມັນ, ສະນັ້ນພວກເຮົາຈຶ່ງໄປເທິງອາກາດກ່ອນ. ນັ້ນຄືສິ່ງທີ່ລູກສອນໄຟເຮັດ: ມັນຍົກຍານອະວະກາດຂຶ້ນໄປເທິງບວກອາຍແກັສ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນກໍ່ດຶງມັນຂຶ້ນ ទៅខាងឆ្វេង, ຍາກຫຼາຍ.
- ໄວກວ່າຄວາມໄວໃນວົງໂຄຈອນ: ເສັ້ນທາງຈະໂຄ້ງລົງສູ່ພື້ນດິນ.
- ໄວຂອງວົງໂຄຈອນ: ເປັນວົງ
- ໄວຂຶ້ນ: ຮູບໄຂ່, ເຄື່ອນອອກ ແລະ ຍ້າຍຄືນ.
- ໄວກວ່າ ຄວາມໄວລົບ (ປະມານ 11 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ ຈາກວົງໂຄຈອນຕ່ຳ): ເສັ້ນທາງຈະເປີດຂຶ້ນ ແລະ ບໍ່ກັບຄືນມາອີກ.
ຄິດກ່ອນ: ຄວາມດຶງດູດຢູ່ເທິງສະຖານີອະວະກາດສາກົນຈະແຮງປານໃດ ເມື່ອທຽບໃສ່ພື້ນດິນ?
ປະມານ 90% ຄືກັນກັບແຮງ. ນັກບິນອະວະກາດລອຍໄປມາ ບໍ່ແມ່ນຍ້ອນວ່າແຮງດຶງດູດບໍ່ພຽງພໍ ແຕ່ຍ້ອນວ່າພວກເຂົາ ແລະສະຖານີຂອງພວກເຂົາຕົກລົງພ້ອມກັນ
ພາຍໃນຍານອະວະກາດທີ່ຕົກທຸກຢ່າງຕົກລົງພ້ອມກັນໃນອັດຕາດຽວກັນ, ສະນັ້ນບໍ່ມີຫຍັງກົດໃສ່ສິ່ງອື່ນໃດ. ນັ້ນຄືເຫດຜົນທີ່ນັກບິນອະວະກາດລອຍຢູ່ເທິງອາກາດ. ອົງການອະວະກາດເອີ້ນມັນວ່າ microgravity.
ເຂົ້າໃຈ
ໃກ້ກັບໂລກ, ຄວາມດຶງດູດດວງຈັນ ດຶງດ້ວຍຄວາມໄວ g = GM/r². ການເຄື່ອນຍ້າຍໃນວົງມົນທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງ r ດ້ວຍຄວາມໄວ v ຕ້ອງການດຶງໄປຫາຈຸດໃຈກາງຂອງ v²/r. ວົງໂຄຈອນແມ່ນບ່ອນທີ່ແຮງດຶງດູດສະໜອງການດຶງ:
v²/r = GM/r² → v = √(GM / r)
ດ້ວຍການ GM ຂອງໂລກ = 398,600 km³/s² ແລະ r = 6,371 + 200 = 6,571 km, v ≈ 7.79 km/s. ຢູ່ໃນຄວາມສູງຂອງພູເຂົາທີ່ຄິດວ່າມີ 600 ກິໂລແມັດໃນຮູບເງົາ, r = 6,978 ກິໂລແມັດແລະ v = 7.56 ກິໂລແມັດ/ວິນາທີ.
ເວລາສໍາລັບວົງຫນຶ່ງດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: T = 2πr / v, ປະມານ 88 ນາທີທີ່ 200 ກມ. ວົງໂຄຈອນສູງກວ່າແມ່ນຊ້າແລະຍາວກວ່າ: ດວງຈັນ, 384,400 ກິໂລແມັດຫ່າງຈາກ, ໃຊ້ເວລາ 27.3 ວັນ.
ແມ່
ເປີດແບບແນວນອນຢູ່ຄຸ້ມແສງ r₀ ດ້ວຍຄວາມໄວ v ແລະ ເສັ້ນທາງແມ່ນສ່ວນໂຄນິດທີ່ມີຈຸດໃຈກາງຂອງໂລກ ຢູ່ຈຸດສຸມໜຶ່ງ. ພະລັງງານຕໍ່ກິໂລແມັດ,
ε = v²/2 − μ/r₀,
ຕັດສິນໃຈຮູບຮ່າງ: ε < 0 is an ellipse (including the circle and the paths that hit the ground, which are ellipses interrupted by the surface), ε = 0 a parabola, ε >0hyperbola. ການຕັ້ງຄ່າ ε =0ຈະໃຫ້ຄວາມໄວລົບອອກ v_esc = √(2μ/r₀), ຄືກັບ √2 ເທົ່າຂອງຄວາມໄວວົງມົນທີ່ສູງເທົ່າກັນ.
ການເປີດໃຊ້ງານແບບແນວນອນ ຈະຕັ້ງຈຸດເປີດໃຊ້ງານຢູ່ທີ່ apsis: ຈຸດສູງທີ່ສຸດຂອງວົງໂຄຈອນ ຖ້າ v ແມ່ນຕ່ຳກວ່າຄວາມໄວຂອງວົງ, ຕ່ຳສຸດຖ້າຢູ່ເທິງ. ນັ້ນຄືເຫດຜົນທີ່ບ້ວງທີ່ຊ້າກວ່າໃນຮູບເງົາຕົກຈາກພູເຂົາໄປ, ແລະບ້ວງທີ່ໄວກວ່າກັບມາຫາມັນຈາກລຸ່ມລົງມາ.
ທົດລອງໃຊ້
ໂອນການເບິ່ງໃນພື້ນທີ່3ມິຕິ ເພື່ອໃຫ້ທ່ານສາມາດເບິ່ງຕາມເສັ້ນທາງວົງມົນຈາກເທິງສຸດຂອງມັນ. ຈາກນັ້ນ, ຖອນໄປຫາການຍິງດ້ວຍຄວາມໄວ6ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ. ອະທິບາຍໃນຄຳສັບດຽວກັບເພື່ອນວ່າ ເປັນຫຍັງບ້ວງ7.6 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ ບໍ່ເຄີຍຕົກ, ໂດຍໃຊ້ຄໍາວ່າ ' curve '.
ດີ. ຄວາມທ້າທາຍແມ່ນບ່ອນທີ່ການຮຽນຮູ້ຕິດ.
ສອບຖາມໄວ
3 ຄໍາຖາມໄວໆ. ເລືອກຄໍາຕອບເພື່ອເບິ່ງວ່າເຈົ້າເວົ້າຖືກຫຼືບໍ່.
-
ຢູ່ໃນລະດັບຄວາມສູງຂອງສະຖານີອະວະກາດ (ປະມານ 400 ກິໂລແມັດ), ຄວາມດຶງດູດຂອງໂລກແມ່ນແຮງສໍ່າໃດເມື່ອທຽບໃສ່ກັບພື້ນຜິວ?
- A Zero
- B ປະມານ 10%
- C ປະມານ 90%
- D ຄືກັນໝົດ
ສະແດງຄຳຕອບ
C. ປະມານ 90% ແຮງດຶງດູດຈະຫຼຸດລົງເມື່ອມີສອງເທົ່າຂອງໄລຍະຫ່າງຈາກໃຈກາງຂອງໂລກ: (6,371 / 6,771)² ≈ 0.88. ນັກບິນອະວະກາດລອຍຢູ່ຍ້ອນວ່າພວກເຂົາຕົກລົງພ້ອມກັບສະຖານີຂອງພວກເຂົາ.
-
ສິ່ງໃດທີ່ຢຸດດາວທຽມບໍ່ໃຫ້ຕົກລົງສູ່ພື້ນດິນ?
- A ບໍ່ມີຫຍັງ: ມັນຕົກ, ແຕ່ມັນເຄື່ອນຍ້າຍໄປທາງຂ້າງຢ່າງໄວວາ ຈົນເຮັດໃຫ້ພື້ນດິນໂຄ້ງອອກຈາກມັນ
- B ຖັງອະວະກາດຈະຈັບມັນໄວ້
- C ເຄື່ອງຈັກຂອງພວກມັນດຶງມັນຂຶ້ນ
- D ແຮງດຶງດູດຂອງດວງຈັນ ດຶງມັນຂຶ້ນ
ສະແດງຄຳຕອບ
A. ບໍ່ມີຫຍັງ: ມັນຕົກ, ແຕ່ມັນເຄື່ອນຍ້າຍໄປທາງຂ້າງຢ່າງໄວວາ ຈົນເຮັດໃຫ້ພື້ນດິນໂຄ້ງອອກຈາກມັນ
-
ບ້ວງຖືກຍິງອອກໄປທາງລຸ່ມໄວກວ່າຄວາມໄວໃນການຫຼົບໜີ. ເກີດຫຍັງຂຶ້ນ?
- A ມັນຈະຫົດໂລກເທື່ອໜຶ່ງ ແລະ ຕົກ
- B ມັນເຂົ້າສູ່ວົງໂຄຈອນທີ່ຫຍາບກວ່າ
- C ມັນອອກຈາກໂລກ ແລະ ບໍ່ກັບມາ
- D ມັນຢຸດຢູ່ທີ່ຄວາມສູງທີ່ຕັ້ງໄວ້
ສະແດງຄຳຕອບ
C. ມັນອອກຈາກໂລກ ແລະ ບໍ່ກັບມາ
បន្ទាត់បញ្ចប់
- ອ່ານບົດຮຽນ
- ເຮັດການທ້າທາຍ
- ເຮັດການສອບຖາມ
ແທກບົດຮຽນທີ່ສຳເລັດ ເພື່ອບັນທຶກມັນໄວ້ໃນຄວາມຄືບໜ້າຂອງທ່ານໃນອຸປະກອນນີ້.
Lesson complete. Well done!
ຕໍ່ໄປ ບັນລຸວົງໂຄຈອນຄໍາໃນບົດຮຽນນີ້
ແຫຼ່ງ
- I. Newton, A Treatise of the System of the World (1728), the cannonball figure, Internet Archive
- NASA, What is microgravity?
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 3: Gravity and Mechanics
- JPL SSD, Astrodynamic parameters (GM of Earth)
ບົດຮຽນນີ້ມີໃບອະນຸຍາດ CC BY-SA 4.0.