Τροχιακή Ταχύτητα
Η τροχιά της Γης αποτελείται από πολλούς δορυφόρους που αιωρούνται για μίλια γύρω από την επιφάνεια του πλανήτη σε συνεχή κίνηση. Πώς είναι δυνατόν; Από εκεί εξάγετε τη σημασία της τροχιακής ταχύτητας και πώς πρωτονιώνει την κίνηση με την κατάλληλη ταχύτητα. Οτιδήποτε κινείται ενάντια στα βαρυτικά πεδία χρειάζεται δύναμη, διαφορετικά μπορεί να πέσει στο έδαφος σε δευτερόλεπτα.
Η τροχιακή ταχύτητα είναι η απαιτούμενη δύναμη που βοηθά κάθε βλήμα να διατηρήσει τη σταθερή κίνηση ενώ η βαρύτητα προσπαθεί να το αψηφήσει σκληρά. Η ελλειπτική ή τροχιακή διαδρομή γύρω από τον πλανήτη ορίζει το ακριβές σημείο που δημιουργεί μια ισορροπία μεταξύ βαρύτητας και αδράνειας.
Ταχύτητα τροχιάς ανταποδίδει τη δύναμη της βαρύτητας και την αποδυναμώνει όταν εφαρμόζεται σε συγκεκριμένη απόσταση και υψόμετρο. Συνεχίστε να διαβάζετε για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό.
Τι είναι η τροχιακή ταχύτητα;
Ο ρυθμός (ταχύτητα) που απαιτείται από οποιοδήποτε ουράνιο αντικείμενο όπως ο δορυφόρος, το αστέρι ή ο πλανήτης για να περιστρέφεται γύρω από την τροχιά της γης είναι γνωστός ως τροχιακή ταχύτητα . Υπολογίζεται ότι αποκτά τη σταθερή ταχύτητα που:
- Πέφτει σε παρόμοια γραμμή με αυτή της ταχύτητας περιστροφής του βλήματος.
- Έχει αρκετή δύναμη για να τραβήξει το αντικείμενο με τη δύναμη της βαρύτητας προς την επιφάνεια του σώματος.
Το καλύτερο παράδειγμα για να κατανοήσετε τη σημασία της τροχιακής ταχύτητας είναι ο ρυθμός με τον οποίο ένα αεροπλάνο ταξιδεύει στον ουρανό και αυτός ενός δορυφόρου. Το αεροπλάνο πετά ψηλά λόγω του κινητήρα του και δεν έχει αρκετή ταχύτητα για να διατηρήσει τη βαρυτική δύναμη μετά το σβήσιμο του κινητήρα.
Αντίθετα, ο δορυφόρος δεν χρειάζεται πρόσθετη ισχύ για να παραμείνει γύρω από την τροχιά της γης. Ξεπερνά τη βαρυτική δύναμη και διατηρεί μια ακριβή τροχιακή ταχύτητα να λειτουργήσει αποτελεσματικά. Η τροχιακή ταχύτητα κάθε αντικειμένου είναι ευθέως ανάλογο με την απόσταση στην οποία περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη στο διάστημα.
Παράγοντες που επηρεάζουν την τροχιακή ταχύτητα
Η τροχιακή ή η κυκλική κίνηση ενός αντικειμένου γύρω από τον πλανήτη ή οποιοδήποτε άλλο ουράνιο σώμα έχει ως αποτέλεσμα την τροχιακή ταχύτητα . Το αντικείμενο ακολουθεί την ευθεία διαδρομή μέσω της καμπυλότητας, η οποία το εμποδίζει να πέσει. Ίσως, αυτό είναι δυνατό μόνο όταν το αντικείμενο διατηρεί μια συγκεκριμένη ταχύτητα.
Καθώς η αρχή της αδράνειας ισχύει στο χώρο, η πιθανότητα τα αντικείμενα να διατηρούν σταθερή ταχύτητα αυξάνεται εδώ. Σύμφωνα με τους Νόμους της Αδράνειας του Sir Isaac Newton, ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση εκτός εάν ενεργεί μέσω εξωτερικής δύναμης. Μέσα στην ατμόσφαιρα της γης, το ιπτάμενο αντικείμενο μπορεί να αντιμετωπίσει πολλά μόρια αέρα που επιβραδύνουν την ταχύτητα του αντικειμένου που κινείται στον ουρανό.
Εξίσωση τροχιακής ταχύτητας
Εδώ είναι η εξίσωση για την τροχιακή ταχύτητα δίνεται από:
Σε αυτήν την εξίσωση,
vo=GMr
Το G συμβολίζεται για σταθερά βαρύτητας,
Το M συμβολίζεται για τη μάζα σώματος στο κέντρο,
Και το r συμβολίζεται για την ακτίνα του κεντρικού αντικειμένου.
Αυτή η εξίσωση βοηθά στον προσδιορισμό της τροχιακής ταχύτητας του πλανήτη όταν έχετε τις λεπτομέρειες για το M (μάζα) και το R (ακτίνα).
Η αποκλειστική μονάδα για τροχιακή ταχύτητα η έκφραση είναι m/s.
Πώς να λάβετε την έκφραση για την τροχιακή ταχύτητα;
Για να μάθετε την ακριβή τιμή της τροχιακής ταχύτητας , η εκμάθηση για την κεντρομόλο δύναμη και τη βαρυτική δύναμη είναι επιτακτική. Αυτή είναι η πραγματική δύναμη που οδηγεί σε τροχιά. Η βαρυτική δύναμη του πλανήτη βοηθά το βλήμα να διατηρήσει την ακριβή δύναμη που του επιτρέπει να περιστρέφεται σε τροχιά. Και η κεντρομόλος δύναμη οδηγεί στην κυκλική κίνηση των αντικειμένων σε τροχιά.
FC=mvo22
Για την εξαγωγή του τύπου, επιλέξτε έναν δορυφόρο μάζας που περιστρέφεται γύρω από τη γη σε τροχιά με r ως την ακτίνα και έχει το ύψος από την επιφάνεια του πλανήτη.
Επομένως, προκύπτει:
r=R+h
Τώρα, η κεντρομόλος δύναμη είναι απαραίτητη για την κίνηση ενός δορυφόρου που παρέχεται μέσω της βαρυτικής δύναμης. Είναι η εφαρμοστέα δύναμη μεταξύ του πλανήτη και του βλήματος.
Fg=GmMr2
FC=Fg
mvo22=GmMr2
vo2=GMr
vo=GMr=GMR+h
Εφόσον g είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας, η τιμή του θα είναι:
mg=GMmR2
g=GMR2
GM=gR2
Αντικαθιστώντας την τιμή του g στην παραπάνω εξίσωση (i), παίρνουμε:
vo=gR2R+h
Εάν ο δορυφόρος βρίσκεται πολύ κοντά στη γη, τότε R+h ≈ R
vo=gR
Συμπέρασμα
Ταχύτητα τροχιάς είναι ένα κρίσιμο και βαθμολογικό κεφάλαιο της φυσικής. Είναι το θεμέλιο για να αποκτήσετε μια εγκοπή στην κίνηση ενός δορυφόρου γύρω από τη γη. Εάν γνωρίζετε τα πάντα για τι είναι η τροχιακή ταχύτητα , είναι επίσης δυνατή η κατανόηση και η εξαγωγή του τύπου για τη σχέση του με την ταχύτητα διαφυγής. Βουρτσίστε τις ιδέες σας για να σημειώσετε πολύ μπροστά.
