Энэ хичээлийг Local Solar System Foundation багийн гишүүн боловсруулсан бөгөөд мэргэжлийн шүүгчээр сайжруулж болно. Та энэ сэдвээр мэргэшсэн үү?
Та нарын харж байсан бүх сансрын нисгэгч нар хөлдөх байна. Тэгээд ч станц, сар ч мөн адил. Тэдний хэн нь ч “гравитациас дээш” биш. Тэд дэлхийг тойрон эргэлдэж, дахин дахин эргэлдэж, хэзээ ч газарт хүрдэггүй.
Орбит бол хэзээ ч дуусахгүй унах юм.
Хар
Тоглоомыг хажуу тийш шидэхэд газарт унана. Хэт хүчтэй шидвэл хол газар унана. Одоо бодоод үз дээ, хэрвээ чи түүнийг нэг метр унах үед нь газарт унагачихвал өргөгдсөн нэг метрээр ч илүү . Одоо ч унаж байна. Энэ нь хэзээ ч ойртож чадахгүй.
Дэлхий дээр энэ нь 7.8 км/ с гадаргуугийн ойролцоо (28,000 км/ цаг). Газар дээрх ямар ч зүйл тийм хурдан хөдөлж чадахгүй учир нь агаар зогсоох болно. Тиймээс бид эхлээд агаарын дээгүүр явна. Энэ бол пуужингийн хийх ёстой зүйл: тэр сансрын хөлгийг агаар мандалд гаргаж, дараа нь зүүн тийш түлхдэг.
- Орбитын хурднаас бага: зам газарт эргэх болно.
- Тодорхой орбитын хурд: тойрог.
- Хурдан: эллипсийн хэлбэртэй, гадагш эргэж, эргэн ирдэг.
- escape speed-ээс хурдтай (11 км/с-ийн ойролцоо бага орбитоос): зам нээгдэх ба хэзээ ч эргэж ирдэггүй.
Эхлээд таамаглаарай: Дэлхийн сансрын станцын өндөрт газар дээрхтэй харьцуулахад таталцлын хүч хэр их вэ?
90% нь гантай. Астронавтууд гравитаци байхгүй учраас биш, харин тэд болон тэдний станц хамт унаж байгаа учраас хөвдөг.
Уур амьсгалын өөрчлөлтийн улмаас дэлхий дээрх бүх зүйл нэг дор унаж байгаа учраас ямар ч зүйл өөртөө дарамт учруулж чадахгүй. Энэ нь нарны аймгийн оддын хөдөлгөөнийг тодорхойлдог. Космик агентлагууд үүнийг микрогравитаци гэж нэрлэдэг.
ойлгох
Дэлхий дээр гравитаци нь g = GM/r² хурдацтай татаж байдаг. R радиустай тойрогт v хурдаар явах нь v²/r төв рүү татах хүч шаардана. Гравитацийн хүчний нөлөөгөөр орбит нь яг л энэ таталтыг өгдөг:
v²/r = GM/r² → v = √(GM / r)
Дэлхийн GM = 398,600 км³/с², r = 6,371 + 200 = 6,571 км, v ≈ 7.79 км/с. Ньютоны төсөөлж байсан 600 км өндөртэй уулын өндөрт r = 6978 км, v = 7.56 км/с байна.
Нэг тойргийн хугацаа: T = 2πr / v, 200 км-т 88 минут. Дээд орбитууд нь удаан бөгөөд урт байдаг: Сар, 384.400 км-ийн зайд, 27.3 хоног шаарддаг.
Багш
r₀ радиустай, v хурдтай горизонтал чиглэлд хөөргөх ба зам нь нэг төвд дэлхийн төвтэй конусын хэсэг болно. Нэг килограммын энерги ,
ε = v²/2- μ/r₀,
хэлбэрийг шийднэ: 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 > 0гипербола. ε =0болонвол v_esc = √(2μ/r₀), яг л √2-ын хэмжээтэй тэнхлэгийн хурдтай адил өндөрт гарах хурдыг өгнө.
Горизонтал хөөргөлт нь үргэлж apsis дээр хөөргөх цэгийг байрлуулдаг: v нь тойргийн хурднаас бага бол орбитын хамгийн өндөр цэг, илүү байвал хамгийн доод цэг. Энэ нь киноны хурд багатай бөмбөгүүд уулнаас унаж, хурдан бөмбөгүүд доошоо орж ирдэг шалтгаан юм.
Спробл
3D дүрсийг татаж, доороос нь тойргийн дагуу харна. Дараа нь6км/ сек-ийн цохилт руу буцаж явна. Найздаа нэг өгүүлбэрээр яагаад 7.6 км/ сек-ийн бөмбөг газардахгүй байгааг тайлбарла. 'гарц' гэсэн үгийг ашигла.
Сайн байна.
Шууд асуулт
3 хурдан асуултууд. Та зөв хариулт сонгож чадах эсэхийг шалгаарай.
-
Ангараг гарагийн өндөрт (400 км орчим) дэлхийн таталцлын хүч гадаргуутай харьцуулахад хэр хүчтэй вэ?
- A Нууц үг
- B 10% орчим
- C 90% орчим
- D Яг адилхан
Хариуг харуул
C. 90% орчим Gravity weakens with the square of the distance from Earth's centre: (6,371 / 6,771)² ≈ 0.88. Astronauts float because they are falling together with their station.
-
Юу нь сансрын хөлгийг газарт унахаас сэргийлдэг вэ?
- A Үгүй: унаж байна, гэхдээ доош нь маш хурдан хөдөлж байгаа тул газар доогуураа эргэх болно
- B Хавцал нь үүнийг барьдаг
- C Түүний хөдөлгүүр нь түүнийг дээш өргөж
- D Сарны татах хүчээр дээшээ татна
Хариуг харуул
A. Үгүй: унаж байна, гэхдээ доош нь маш хурдан хөдөлж байгаа тул газар доогуураа эргэх болно
-
Бөмбөг горизонтал чиглэлд хөөгдөхөд хурд нь зугтах хурднаас илүү байна. Юу болох вэ?
- A Дэлхий рүү нэг удаа эргэж газардсан
- B Энэ нь илүү хатуу орбит руу орно .
- C Тэр дэлхийгээс гарч, буцахгүй
- D Түргэн
Хариуг харуул
C. Тэр дэлхийгээс гарч, буцахгүй
Бүтээгдэхүүний нэр
- Сургамж унших
- Даалгавар гүйцэтгэсэн
- Сонирхолтой асуултууд
Энэ төхөөрөмж дээрх хичээлийн явцад хадгалах бол төгссөн гэж тэмдэглэ.
Сургамж дууслаа. Сайн байна!
Дараагийн Орбит хүрчЭнэ хичээлийн үгс
Эх сурвалж
- 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)
Энэ хичээл нь CC BY-SA 4.0 лицензтэй.