Ìṣàfarawé àwọn ìṣàmúlò-ètò

Àkọlé yìí tì kọ́ nípa àwọn ìṣàmúlò-ètò Local Solar System Foundation àti láti lè fi pamọ́ sí ẹnití o fẹ́. Ò ní ìmọ̀ràn nínú àkọlé yìí?

Àwọn ààyè-iṣẹ́

Ṣí ojú-ìwé ìtàn

Kini yi? Isaac Newton tí gbọ́ pé aṣọ̀kan nínú àgbègbè kan tòjú jú ìsàlẹ̀-ilà lọ, láti fi pà kùnà. Fi àwọn bọ́tìnì kùnà kùnà sílù. Fi àwọn bọ́tìnì kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà kùnà. O jẹ́ orbitì.

Bii o ṣe le lo: Àtòjọ ààyè-iṣẹ́ ìṣàfihàn láti inú àwọn ìṣàmúlò-ètò àti àwọn bọ́tìnì ìsàlẹ̀-ilà, ki o si tẹ̀ Pa. Àwọn àwòrán tí a ya nínú ojú-ìwé náà ń kù nípa ìrísí-lẹ́tà láti jẹ́ pé o lè sàfikún wọn.

Ìjánu-ìṣàmúlò-ètò

Ìjánu-ìsún

Ìjánu-ìṣàmúlò-ètò

Àwọn ààyè-iṣẹ́ Ìjánu-ìṣàmúlò-ètò

Ìgbá melò nínú réré náà?

Àwọn ààyè-iṣẹ́ rẹ
Àwọn ààyè-iṣẹ́ ìjánu-ìjánu, nipa 900 km/h (0.25 km/s)
Ìjádé àìpàlẹ̀, ní ìpele 1 km/s
Ìjánu-ìsún
Ìjánu-ìṣàmúlò-ètò

A tí kọ̀ àwọn ìsàlẹ̀-ilà náà láti jẹ́ pé o lè rí wọn. Àwọn ìdáràn ààyè-iṣẹ́ ìfẹ́fẹ́ ní a kò gbọ́.

Wá yìí

Tẹ "Ìjádé àìfẹ́" ki o si pa, láti inú naa "Àwọn ẹ̀yàn-àti-àti-pa".Àwọn ìṣàmúlò-ètò: Àwọn meji náà tí wọ́n lọ sí isalẹ nígbá kan. Àwọn ohun tí o bá jẹ́ ìrànwọ́ jú àwọn nǹkan gbogbo-àìyàn lọ kò ní ìjádè láti gba ààyè.
Tẹ "Ìjánu-ìró" ki o si pa.Àwọn ìṣàmúlò-ètò: Àwọn ààyè-ìwé tí a fi pamọ́ sínú àwọn ìṣàmúlò-ètò àti àwọn àgbèwọlé. A tí n pà nígbà gbogbo, láti dí pé kò lè bá ilẹ̀. Nípà yìí ní a tì fi Ìjáde Ìtàn-òkè lọ́wọ́lọ́wọ́.
Fipa kùnà jú ìjánu-ìjánú àwọn ojú-ìwé lọ, láti jẹ́ pé o ní ìjánu-ìjánù.Àwọn ìṣàmúlò-ètò: Tí ò kù jù lọ: ò kù sí ààyè-iṣẹ́ láti sàgbègbè. Tí ò kù jù lọ: áíkànnù náà tí wọ́n pàdè nínú ìṣàfarawé àwọn àyọkà ìsàlẹ̀-ilà tòó jẹ́ àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn àwọn
Tẹ "Ìjáde Ìjáde" àti ìpa, láti yipada sí ojú-aye náà sí Ojú-ìsẹ́.Àwọn ìṣàmúlò-ètò: Nínú ìjádè ààyè-iṣẹ́, àwọn boju náà tín jádè láti inú ẹ̀yàn náà ki i kò bá padà. Lórí Ojú-ìwọ̀n, nípa ìṣàfarawe-ìgbà rẹ̀ tí o jẹ́ kejì jú, ìjádè oríṣínrì náà ní 1.6 km/s lọ́wọ́lọ́wọ́.

Àwọn àmì-àṣírí láti mọ

Àwọn àwòrán

Kini idi tí àwọn ìṣàfarawé àyọkà kò fi kù?

Ó kù, gbogbo àwọn ìgbà. Agbèyè ilẹ̀ tí o ṣẹ̀dà sí isalẹ̀ ní àwọn mérí 5 fun kílọ́tómérí 8 fún gbogbo àwọn tí o bá lọ, àti ohunkohun tí a fi pà kù ní àwọn mérí 5 nínú sekúńtà akọkọ rẹ̀. Nítorí náà, bọ́tìnì tí n gbé lọ́wọ́lẹ̀ ní àwọn mérí 8 fún kọ̀ǹpútà kan kù ní awọn mérí 5 fún kọ̀ǹpútà kan láti igba tí ilẹ̀ tí wa ní igun 5. Kò lè gba àwọn mìíràn mìíràn jú ilẹ̀ lọ.

Kini idi ti a fi ni ilẹ-ilẹ to ga bẹ?

Nínù Àwọ̀yé, àwọn ìsàlẹ̀-ilà níbẹ̀ jẹ́ 510 km tí o gà (8% tí a bá sọ pé o jẹ́ radiú Awọ̀yé), to jú àwọn ààyé àìgbàn àìbàn àti ààyé àìbàn àìbàn lọ́wọ́lọ́wọ́ (tojú 400 km), bẹ́ẹ̀ nípa yẹn níbòó báǹrẹ̀lì náà bẹrẹ ní pàtó nínú ojú-ayé. Nínú ojú-ayé, ìjádé náà ń dábọ̀ láti fi bólù náà múrá. O jẹ́ idì tí rókìtì òótọ́ ṣe n bọ́ nínú ojú-ayè ní akọkọ ki o si gbárà sí apa kejì.

Àwọn ìṣàfilọ́lẹ̀: àwọn àwọn ìwọ̀n àti àwọn ìwọ̀n ààyè-iṣẹ́ láti NASA/JPL (bodies.json); àwọn ìjánu-ìròyìn ní àwọn oríṣì ẹ̀yàn-ẹ̀yàn-ọ̀kan-ọ̀kan. Ìjánu-ìtàn jẹ́ àwọn àwọn ààyè-iṣẹ́ tí a lò: àwọn ọkọ oju-omí-irinṣẹ́ kọ̀rọ̀ ní àwọn 900 km/h, àti àwọn búlètì ìpàdá pàdé ní àwọn 0.7 to 1.2 km/s, ní àwọn 1 km/s fún ọkan tó ga ju.

Àtòjọ-ẹ̀yàn ààyè-iṣẹ́ (ọ̀fẹ́ ìṣàfarawé kọ́kọ́)

Tí o bá ju ààyè-iṣẹ́ ìjánu-ìjánu lọ: o tì padà sípò. Nínú ààyè-iṣẹ́ ìjánu-ìjánu náà atí ààyè-iṣẹ́ ìjánu-ìjánu: o tì wọ́n. Nínú àtì àwọn ààyè-iṣẹ́ ìjánu-ìjánu náà: o tì kù nípa rere.

Àwọn ìpele ààyè-iṣẹ́ tí a fẹ̀ nínú ojú-ìlẹ̀
Àwọn ààyè-iṣẹ́	Ìjánu-ìsún	Ìjánu-ìṣàmúlò-ètò
Àgbáyé	7.61 km ìṣ àáy	10.8 km ìṣ àáy
Òṣùpá	1.62 km ìṣ àáy	2.29 km ìṣ àáy
Mársì	3.42 km ìṣ àáy	4.84 km ìṣ àáy

Ìgbá tí a fi wẹ́ẹ̀bù kaǹ nínú ilẹ̀ nípa ìgbá tí a fi wẹ́ẹ̀bù kaǹ nínú orbití rẹ̀ atí awọn planetì nípa Awọ́. Imọ-ẹrọ ti Isaac Newton ṣe iranlọwọ fun wa lati mọ awọn ohun elo ti o wọpọ julọ. Nínú yìí ní o tín lè fi ẹ̀yàn rẹ̀ pamọ́ láti mọ̀ idì.

Àwọn ààyè-iṣẹ́ — Oju-ọjọ kan, mosaiki lati NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter. Credit: NASA

Ojú kọ̀ǹpútà náà tí n pán sí ilẹ̀ ni gbogbo àkókó. O ti n bọ̀.

Wo

Tí a bàlẹ̀ kọ̀ǹpútà náà lọ́wọ́lọ́wọ́. Fi pamọ́ sí ojú-ìwé ki o si pà, ṣugbọn o tí n pà nígbà tòjú. Isaac Newton beere lọwọ kan ibeere rọ̀ọ̀nà: bawo ní tí o bà fi pamọ́ lọ́wọ́lọ́wọ́ níbí?

Fi àwọn ẹ̀yàn pamọ́ sínú ojú-ìgá tí kò lè jẹ́, ní pàtó nípa ìfẹ̀sì. Fi àwọn ìjánu-ìjánu-ìpàdé pàtó láti fi pamọ́ sínà ki o si dà ilẹ̀ kù. Fipa kù jú lọ́wọ́lọ́wọ́ lọ́wọ́lọ́wọ́. Tí a bà fi pẹ̀lú ilẹ̀, a tì n pàlẹ̀ nínú ẹ̀yàn. Nínú ìjádé tí o tọ́, ilẹ̀ náà pẹ̀lú́ aago tí a fi n pàlẹ̀. Àwọn ààyè-iṣẹ́ O ti jẹ ní orbit.

Wárà láti lò nípa àwọn ìjánu-ìjánu tí wa ní oke. Ṣí ìpẹ̀lú, láti ṣẹ́jú:

Ó kù jú lọ: ò kù padà (boju).
Ojú kọ̀ǹpútà lọ́wọ́lọ́wọ́: o lọ nípa gbogbo àwọn ìṣàfarawé (àwọ́yé).
Tí o bá jù lọ́wọ́lọ́wọ́: o ti yọ kuro ki o ma lọ padà (awọ́fẹ́).

Eyi ni idi ti awọn astronauts n lọ. Wọn kò jẹ́ nibẹ̀ lọ́wọ́lú. Wọ́n, àti ìrìn-àjò wọn, ti n pa ni ayika ilẹ.

Àwọn ààyè-iṣẹ́

Àwọn Ìdajọ Newton tí a fi hàn pé gbogbo àwọn maasì náà n gbékalẹ̀ ní pàtó.

F = G · M · m / r²

F ni agbara, M ati m jẹ awọn iwuwo meji, r ni ibuso laarin awọn ibi wọn.
G jẹ iyatọ ti o pọju: 6.674 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².

Awọn ero meji ni a ti fi kun si:

Awọn ohun ti o jú lọ́wọ́lọ́wọ́. Ṣẹ̀dà ìṣàfarawé, ṣẹ̀dà ìpasẹ́.
Ìjádè náà ń dá a lórí ìjádè. Ìjádè náà láti jẹ́ àwọn ààyè-iṣẹ́ àti àwọn ìṣẹ̀dá sínú àwọn àgbègbè Ó jẹ́ àwọn ìṣẹ̀dà inverse-square.

Ninu oju-aye kan, aago ti ohunkohun ti n padanu ni g = GM / r². Fun Earth eyi ti o fun ni nipa 9.8 m / s² lori oju-aye. Ni igun giga ti International Space Station (awọn 420 km), r jẹ 7% nikan, nitorinaa gravitation tun jẹ nipa 88% bi o ṣe le.

Fún ààyè-ìrú ìtàn, ìṣàfarawe-ètò ní pàtó láti fi àwọn ìṣàfilọ́lẹ̀ tí a fẹ̀ pamọ́ sínú ìjádé:

v_circular = √(GM / r)

Nibẹ ni o wa ni ayika 7.9 km/s lori ilẹ aye yii. O dara ju ẹ̀rọ-ìpàdá kan lọ: to 28,000 km/h.

Àwọn àyọkà ìṣàmúlò-ètò

Ninu iṣẹ a ko lo G ati M ni ipari. Awọn ọja wọn μ = GM, gravity parameter, ti a ṣe iṣiro ni ọna taara ati ni irọrun diẹ sii lati awọn ifihan ti awọn oṣupa ati awọn ọkọ oju-omi. Fun ilẹ, μ = 398,600.4355 km³ s⁻², ti a mọ si awọn apakan diẹ ninu bilionu kan, lakoko ti G rẹ nikan ni a mọ si nipa 22 awọn ẹya fun miliọnu kan (CODATA 2018). Iwọn ti Earth ti a sọ ni awọn tabili jẹ gidigidi μ ti o pin nipasẹ G, ati pe o gba igbẹkẹle ti G.

Àtòjọ-ẹ̀yàn kańnọ́ náà ń dá àwọn ìṣàfarawé fún àwọn ààyè-iṣẹ́ àwọn ẹ̀yàn meji. Àwọn ìṣàfihàn àìfàn láti inú radius r₀ pẹlú ìránṣẹ v̀ náà fún mónẹ́ẹ̀lì áíkànnù h = r₀v atí orbitì conic:

r(ν) = p / (1 + e cos ν), p = h² / μ, e = |p / r₀ − 1|

Àwọn ààyè-iṣẹ́ Tó bá jẹ́ pé v̀ ní ààyè-iṣẹ́ ìjánu-ìjánu, àwọn ààyè-iṣẹ́ tí a fi ṣẹ́gun ní apapósì náà láti inú; tó bá jẹ́ pé o ní pàtó nínú ojú-ayé, àwọn bọ́tìnì náà ń dà ilẹ̀. Ni √(μ/r₀) orbit jẹ abẹfẹlẹ kan (e = 0). Ni √(2μ/r₀) o di paraboolu (e = 1) ati pe ẹyin ti lọ kuro.

Iṣẹ-ẹjọ Newton tun sọ fun wa idi ti o fi jẹ pe awọn oke-nla ti ẹrọ naa ni a ṣe ni igun giga: ni otitọ, oju-ọjọ yoo dinku iyara eyikeyi kanonball ṣaaju iyara orbital, eyi ti o jẹ idi ti awọn roketi ba lọ si oke diẹ ninu atẹgun ṣaaju ki o to pọ si.

Wá

Nínù Àwọ̀n, láti wá ààyè-iṣẹ́ ìṣàfarawégbè tí o bá jẹ́ pé a kò lè fi orbitì pamọ́. Lọ sí Ojú-ìwé náà àti àwọn Mars. Kini idi ti àwọn ìsàlẹ̀-ilà náà fi yatọ si? Ṣayẹwo rẹ ní pàtó àwọn àwọn ìrísí-lẹ́tà nínú ìṣàfihàn.

Àwọn ààyè-iṣẹ́ ìsàlẹ̀-ilà

3 àwọn ìsàlẹ̀-ilà tó kù. Yan àwọ̀n láti wó tàbí o tí òótọ́.

Tó bá jẹ́ pé o tì pọ̀jú àwọn ìṣàfarawégbègbè laarin àwọn nǹkan meji, ìpàràn ìfẹ́núgbà inú wọn náà di:
1. A Àwọn ìṣàfarawé àwọn ìṣàmúlò-ètò
2. B Ààyè-iṣẹ́
3. C Àwọn ààyè-iṣẹ́
4. D Kò yipada
Fi àwọn ìṣàmúlò-ètò hàn
C. Àwọn ààyè-iṣẹ́ Irin-ajo ni o tẹle ofin ti a kọju si: 1/2² = 1/4.
Àwọn astronauti nínú ààyè-iṣẹ́ ìtàn ìtàn láti jẹ́ pe:
1. A Kò ní ìṣàfarawégbè inú àwọn ààyè-iṣẹ́
2. B Wọ́n tí n pàdè nípa Aaye nípá ìṣàfarawé àwọn ààyè-iṣẹ́
3. C Ààyè-iṣẹ́ náà ní inú àwọn ìjánu-ìṣàmúlò-ètò
4. D Ojú-ìwọ̀n náà
Fi àwọn ìṣàmúlò-ètò hàn
B. Wọ́n tí n pàdè nípa Aaye nípá ìṣàfarawé àwọn ààyè-iṣẹ́ Ni akoko yẹn, awọn aṣọ ti o ni awọ jẹ to 90% ti gbogbo aṣọ.
Kini ààyè-iṣẹ́ ìjánu-ìjánu orítàn ní pàtó nípa ojú-ayè ilẹ̀ (kò fi àwọ̀ pamọ́)?
1. A Àwọn ìtàn 0.8 km/s
2. B About 7.9 km/s
3. C About 11.2 km/s
4. D Àwọn ìtàn 30 km/s
Fi àwọn ìṣàmúlò-ètò hàn
B. About 7.9 km/s v = √(GM/r) = √(398,600 / 6,371) ≈ 7.9 km/s. 11.2 km/s ni iyara ilọpo meji.

Àwọn àyọkà ìparí

Tí a yàn láti inú àwọn ìṣàfarawé-ìdáràn
Ka àkọlé
Tí a tì ṣe àwọn ìṣàfarawégbèsì
Tí a bá fi àwọn ìtàn pamọ́

Àwọn àkọlé àwòrán

Àwọn àkọlé nínú ìwé-ìwé yìí

Àwọn Ìṣàmúlò-ètò

Àkọlé yìí ní ìṣẹ̀dà CC BY-SA 4.0.

Àwọn ìrànwọ́ àti àkọlé lòòlù àwọn módè́ì tí a fi pamọ́ fún ìmọ̀. Kò yẹ ki wọn lò fún ìṣàfihàn, ìṣàmúlò-ètò àti àwọn ìṣẹ̀dá iṣẹ́. Àwọn ìwé-ẹ̀rì ní ọ̀fẹ̀ àti àwọn ààyè-iṣẹ́ kò ní ìgbà gbà. Ka àwọn ìṣàmúlò-ètò ìròyìn