Pse orbita është rënie

Çdo astronaut që keni parë ndonjëherë duke lundruar në stacionin hapsinor është po bie. Ashtu është edhe stacioni, dhe kështu është edhe Hëna. Asnjë nga ta nuk është “mbi gravitetin”. Ata po bien rreth Tokës, përsëri dhe përsëri, dhe kurrë nuk e godasin atë.

Një orbitë është thjesht një rënie që nuk mbaron kurrë.

Shiko.

Hidhe një top anash dhe ai përkulet poshtë në tokë. Hidhe më fort dhe do të zbresë më larg. Tani imagjinoni ta hidhni aq fort sa që, deri në kohën kur të ketë rënë një metër, toka nën të është kurguar larg edhe me një metër. Po bie akoma. Nuk mund të afrohet më.

Në Tokë kjo ndodh rreth 7.8 km/s pranë sipërfaqes (28,000 km/orë). Asgjë në tokë nuk mund të lëvizë aq shpejt sepse ajri do ta ndalonte, kështu që ne shkojmë mbi ajër së pari. Kjo është e gjitha që bën një raketë: ngre një anije hapsinore mbi atmosferën dhe pastaj e shtyn atë. anashShumë e vështirë.

• Më e ngadalshme se shpejtësia orbitale: rruga kurbet në tokë.
• Pikërisht shpejtësia orbitale: një rreth.
• Më shpejtë: një elips, duke u rrotulluar jashtë dhe prapa.
• Më shpejt se Shpejtësia e shpëtimit (rreth 11 km/s nga orbita e ulët): rruga hapet dhe nuk kthehet kurrë.

Gjeje së pari: sa e fortë është graviteti në lartësi të Stacionit Ndërkombëtar Hapsinor, krahasuar me tokën?

Rreth 90% aq e fortë. Astronautët lundrojnë jo sepse mungon graviteti, por sepse ata dhe stacioni i tyre po bien së bashku.

Brenda një anije kozmike që bie, gjithçka bie së bashku me të njëjtën normë, kështu që asgjë nuk shtyn gjë tjetër. Prandaj astronautët lundrojnë. Agjencitë hapsinore e quajnë këtë Mikrogravitet.

Kuptoje.

Pranë Tokës, graviteti tërheq me një përshpejtim g = GM/r². Lëvizja në një rreth me rreze r me shpejtësi v ka nevojë për tërheqje drejt qendrës së v²/r. Orbita është ku graviteti jep pikërisht atë tërheqje:

v²/r = GM/r²  →  v = √(GM / r)

Me GM të Tokës = 398,600 km³/s² dhe r = 6,371 + 200 = 6,571 km, v ≈ 7.79 km/s. Në lartësi të malit imagjinar 600 km të Njutonit në film, r = 6,978 km dhe v = 7.56 km/s.

Koha për një rrotullim është si vijon: T = 2πr / v, rreth 88 minuta në 200 km. Orbitat më të larta janë më të ngadalshme dhe më të gjata: Hëna, 384.400 km larg, merr 27.3 ditë.

Mjeshtër

Lëviz horizontalisht në rreze r₀ me shpejtësi v dhe rruga është një seksion konik me qendrën e Tokës në një fokus. Energjia për kilogram,

ε = v²/2 − μ/r₀,

vendos formën: 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 > 0 një hiperbolë. Vendosja e ε = 0 jep shpejtësinë e arratisjes v_esc = √(2μ/r₀), saktësisht √2 herë shpejtësia rrethore në të njëjtën lartësi.

Një lëshim horizontal gjithmonë e vë pikën e nisjes në një apsis: pika më e lartë e orbitës nëse v është nën shpejtësinë rrethore, më e ulët nëse mbi. Kjo është arsyeja pse topat më të ngadalshëm në film bien larg nga mali, dhe ata më të shpejtë kthehen tek ai nga poshtë.