Привет всем, кто жаждет знаний! 👋
В прошлый раз мы открыли для себя закон всемирного тяготения. Сегодня поговорим об еще одной очень интересной вещи – космических скоростях. Сразу отмечу, что их всего четыре, но здесь мы рассмотрим только первую и вторую космические скорости.
Прежде чем приступить к чтению, подписывайтесь на мой телеграм-канал, там я выкладываю (буду выкладывать😅) много интересного.
Для начала давайте проговорим, что первая космическая скорость, это скорость, которую необходимо сообщить телу в горизонтальном направлении, чтобы оно облетало Землю по низкой круговой траектории, то есть стало искусственным спутником Земли.
Рассчитать первую космическую скорость можно следующим образом.
Как было сказано выше, обладая первой космической скоростью, тело будет облетать Землю по круговой траектории. Вспомним, что любое тело, двигаясь по окружности, всегда испытывает на себе центростремительную силу:
📌Центростремительная сила – это сила, под действием которой тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью.
Для нашего тела (-спутника) роль центростремительной силы играет гравитационная сила:
Таким образом, мы можем приравнять центростремительную силу и гравитационную силу, а затем выразить скорость из получившегося уравнения:
Сокращая массы m и радиус R, мы получим формулу первой космической скорости:
Подставим в формулу численные значения:
Итак, мы получили первую космическую скорость, она равна 7,9 км/с. Давайте, наконец, дадим четкое определение первой космической скорости.
📌Первая космическая скорость – это минимальная (для заданной высоты над поверхностью планеты) скорость, которую надо сообщить телу на поверхности планеты, чтобы оно стало спутником планеты, движущимся по круговой орбите.
Отмечу, что выше мы с рассчитали первую космическую скорость для орбиты, расположенной вблизи поверхности Земли. То есть если данную скорость сообщить телу в горизонтальном направлении у поверхности Земли, то при отсутствии атмосферы оно станет искусственным спутником Земли, обращающимся вокруг нее по круговой траектории.
Для того, чтобы рассчитать первую космическую скорость для орбиты, расположенной на высоте h над поверхностью Земли, нужно немного изменить формулу: в знаменателе формулы будет сумма радиуса Земли R и высоты орбиты h:
Если сообщенная телу скорость окажется несколько больше первой космической, тело будет облетать Землю по эллипсу, в одном из фокусов которого будет Земля.
Чем больше сообщенная телу скорость, тем более вытянутой окажется его орбита. Если скорость тела возрастет до так называемой второй космической скорости, то траекторией движения тела окажется парабола и тело навсегда улетит за пределы земного тяготения.
Вторая космическая скорость связана с первой и вычисляется по формуле:
📌Вторая космическая скорость – это минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу на поверхности Земли, чтобы оно преодолело гравитационные силы Земли и покинуло замкнутую орбиту Земли.
🏁 Подведем итог 🏁
Первая космическая скорость своя для каждой высоты орбиты.
Чтобы тело стало искусственным спутником Земли, нужно сообщить этому телу первую космическую скорость в горизонтальном направлении. Процесс запуска спутника происходит с помощью космических ракет: ракета со спутником выходит на нужную орбиту, достигает соответствующей первой космической скорости и только после этого спутник отстыковывается от ракеты и начинает свое круговое движение около Земли.
Так же первая космическая скорость для каждой планеты будет своя, так как она зависит от характеристик планеты.
Если вы дочитали до конца, подписывайтесь на канал и ставьте палец вверх👍 Это мотивирует быстрее публиковать новые статьи!