Τροχιακή ταχύτητα ενός δορυφόρου
Σε αυτό το άρθρο, συζητάμε την έννοια της τροχιακής ταχύτητας ενός δορυφόρου . Βασικά αναφέρεται στην ποσότητα της ταχύτητας που απαιτείται από έναν δορυφόρο για να εκτοξευτεί στην τροχιά ενός πλανητικού συστήματος. Συζητούμε περαιτέρω τον τύπο με τον οποίο μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητα που απαιτείται από έναν δορυφόρο που θα εκτοξευτεί στην τροχιά ενός πλανήτη για να παραμείνει στη δεδομένη τροχιά.
Έχουμε επίσης καθαρίσει την έννοια της τροχιακής ταχύτητας ενός δορυφόρου. Με απλά λόγια, η ταχύτητα που απαιτείται από έναν δορυφόρο για να περιφέρεται γύρω από ένα πλανητικό σύστημα χωρίς να χάσει την ορμή του είναι γνωστή ως τροχιακή ταχύτητα.
Για καλύτερη κατανόηση, έχουμε επίσης συζητήσει τον τύπο για τον υπολογισμό της ταχύτητας τροχιάς ενός δορυφόρου.
Η τροχιακή ταχύτητα ενός δορυφόρου είναι η ταχύτητα που απαιτείται από τον δορυφόρο για να ισορροπήσει η βαρυτική έλξη και η αδράνεια της κίνησης του δορυφόρου. Αυτή η έννοια μπορεί να εξηγηθεί περαιτέρω με το ακόλουθο παράδειγμα:
● Ας πάρουμε, για παράδειγμα, ότι χρησιμοποιούμε μια συσκευή για να εκκινήσουμε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο οριζόντια στην επιφάνεια της γης.
● Σε κάποια χρονική στιγμή, το αντικείμενο θα περιφερόταν σε τροχιά κατά μήκος της επιφάνειας της γης για μια ορισμένη απόσταση και τελικά πέσουν στην επιφάνεια της γης.
● Αν σκεφτούμε να χρησιμοποιήσουμε μια συσκευή που μπορεί να δημιουργήσει ταχύτητα ή ταχύτητα Η ακριβής ποσότητα που μπορεί να εκτοξεύσει το αντικείμενο στη γήινη τροχιά, το αντικείμενο θα κολλούσε στην τροχιά της γης και δεν θα επέστρεφε στην επιφάνεια.
● Αυτή η ταχύτητα είναι γνωστή ως τροχιακή ταχύτητα. Αυτή η ίδια ιδέα χρησιμοποιείται στη διαστημική φυσική για την εκτόξευση δορυφόρων στην επιφάνεια της γης.
Επομένως, αυτή η ταχύτητα απαιτείται ώστε ένας δορυφόρος να βρει μια ισορροπία μεταξύ της βαρυτικής Η έλξη της γης και η αδράνεια της κίνησής της είναι γνωστή ως η τροχιακή ταχύτητα ενός δορυφόρου.
Εξίσωση τροχιακής ταχύτητας
Η τροχιακή ταχύτητα μπορεί να οριστεί ως η ταχύτητα με την οποία ένα σώμα περιστρέφεται γύρω από ένα ουράνιο σώμα ή πλανήτης με συνεχή βαρυτική έλξη. Λόγω της τροχιακής του ταχύτητας, ο δορυφόρος δέχεται μια φυγόκεντρη δύναμη που ακυρώνει τη βαρυτική έλξη και συνεχίζει να κινείται στην τροχιά.
Ο χρόνος που χρειάζεται για μια περιστροφή γύρω από τη γη είναι γνωστός ως χρονικό διάστημα. Η ταχύτητα που απαιτείται για να περιστρέφεται ένα αντικείμενο γύρω από έναν πλανήτη σε κυκλική τροχιά ονομάζεται τροχιακή ταχύτητα. Συμβολίζεται με Vo.
Μπορείτε να ανατρέξετε στην ακόλουθη εξίσωση για τον υπολογισμό της τροχιακής ταχύτητας ενός δορυφόρου .
Η εξίσωση για την τροχιακή ταχύτητα εκφράζεται ως εξής:
Vorbit =√GM/R
Πού,
Το G υποδηλώνει τη σταθερά βαρύτητας
Μ υποδηλώνει τη μάζα του σώματος στο κέντρο
Και το R υποδηλώνει την ακτίνα της τροχιάς
Εξίσωση τροχιακής ταχύτητας
Η τροχιακή ταχύτητα μπορεί να οριστεί ως η ταχύτητα με την οποία ένα ουράνιο σώμα, κυρίως ένας δορυφόρος, περιστρέφεται γύρω από την τροχιά ενός άλλου ουράνιου σώματος. Ο δορυφόρος περιστρέφεται γύρω από ένα ουράνιο σώμα πάντα μεγαλύτερη σε μάζα από τον δορυφόρο.
Όπως η γη περιφέρεται γύρω από τον ήλιο, η σελήνη περιφέρεται γύρω από τη γη . Η τροχιακή ταχύτητα της γης γύρω από τον ήλιο είναι 108.000 km/h. Η τροχιακή ταχύτητα ενός δορυφόρου επηρεάζεται από την κατακόρυφη απόσταση ή το ύψος του από την επιφάνεια της γης.
Τώρα, αφού ένας δορυφόρος παραμένει πάντα ακριβώς στην ίδια θέση στη γη τροχιά, είναι κοινώς γνωστή ως «γεωστατική τροχιά». Αυτοί οι δορυφόροι χρησιμοποιούνται κυρίως για χαρτογραφία και κλιματολογία.
Αυτό σημαίνει απλώς ότι όσο ψηλότερα βρίσκεται ο δορυφόρος στην τροχιά της γης, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να μετακινηθεί ή να αλλάξει θέση. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή οι υψηλότερες τροχιές της γης είναι πιο κοντά στο διάστημα, το οποίο είναι ουσιαστικά ένα κενό.
Επομένως, οι δορυφόροι στις υψηλότερες τροχιές της γης έχουν τη μικρότερη δύναμης έλξης ή εναέριας έλξης και επομένως μπορεί να παραμείνει στην τροχιά της γης στο ίδιο σημείο για αιώνες, όπως το φεγγάρι.
Η εξίσωση για την τροχιακή ταχύτητα μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
Vorbit =2πa/T
Πού,
Vc δηλώνει την τροχιακή ταχύτητα
α υποδηλώνει το μήκος του ημι-κύριου άξονα σε μέτρα
και το T υποδηλώνει την τροχιακή περίοδο
Τύπος δορυφόρου ταχύτητας
Ο τύπος για την κεντρομόλο δύναμη και τη βαρύτητα χρησιμοποιείται για την εξαγωγή της εξίσωσης για τον υπολογισμό την ταχύτητα για την τροχιακή ταχύτητα ενός δορυφόρου.
Για να κυκλώσετε μια τροχιά της γης σχεδόν 35.786 km μακριά από την επιφάνεια της γης , ο δορυφόρος θα έπρεπε να διατηρήσει μια ταχύτητα περίπου 11.300 km/h. Αυτή η τροχιακή ταχύτητα και απόσταση επιτρέπουν στον δορυφόρο να περιστρέφεται γύρω από τη γη σε 24 ώρες.
Η ακόλουθη έκφραση μπορεί να υπολογίσει την ταχύτητα ενός δορυφόρου:
Vorbit =√GM/R
Πού,
Το G υποδηλώνει τη σταθερά βαρύτητας
Μ υποδηλώνει τη μάζα του σώματος στο κέντρο
Και το R υποδηλώνει την ακτίνα της τροχιάς
Συμπέρασμα
Η τροχιακή ταχύτητα είναι η ταχύτητα που απαιτείται από έναν δορυφόρο για να διατηρήσει μια ισορροπία μεταξύ της βαρυτικής έλξης του ουράνιου σώματος ή του πλανήτη που βρίσκεται σε τροχιά και της αδράνειας της κίνησής του.
Με απλά λόγια, η τροχιακή ταχύτητα μπορεί να οριστεί ως η ταχύτητα ή η ταχύτητα που απαιτείται από έναν δορυφόρο για να συνεχίσει να περιστρέφεται γύρω από ένα ουράνιο σώμα χωρίς να χάσει την ταχύτητα. Επίσης, ο δορυφόρος περιστρέφεται γύρω από ένα ουράνιο σώμα που είναι πάντα μεγαλύτερη σε μάζα από τον δορυφόρο
