3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить скорость искусственного спутника Земли

Как определить скорость искусственного спутника Земли

Задача № 1. Первый искусственный спутник Земли, запущенный в СССР 4 октября 1957 года, двигался на высоте 950 км над поверхностью Земли. Вычислите скорость этого спутника.

Задача № 2. Скорость обращения Земли вокруг Солнца 30 км/с, радиус земной орбиты 1,5•10 11 м. По этим данным определите массу Солнца.

Задача № 3. Вычислить первую космическую скорость для Луны, принимая радиус Луны 1700 км, а ускорение свободного падения тел на Луне — 1,6 м/с 2 .

Задача № 4. Какую скорость должен иметь искусственный спутник, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 900 км над поверхностью Земли? Каков период его обращения?

Задача № 5. На какой высоте над поверхностью Земли был запущен искусственный спутник, если он движется со скоростью 7,1 км/с?

Задача № 6. Высота спутника над поверхностью Земли h = 2000 км. Определите его скорость и период обращения.

Ответ: 6,7 км/с; 7,9 • 10 3 с.

Краткая теория для решения Задачи на искусственные спутники Земли.

Чтобы тело стало искусственным спутником Земли (ИСЗ), его нужно поднять на такую высоту, на которой атмосфера очень разрежена и практически не оказывает сопротивления движению. Затем телу нужно сообщить определенную скорость, направленную горизонтально. Эта скорость называется первой космической скоростью.

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на искусственные спутники Земли». Выберите дальнейшие действия:

  • Поделись с друзьями:
  • Facebook
  • Твитнуть
  • Google+
  • Pinterest
  • VKontakte
  • Email
  • Odnoklassniki
  • WhatsApp
  • Mail.ru
  • Viber
  • Telegram
  • LiveJournal

Добавить комментарий Отменить ответ

Конспекты по физике:

7 класс

  • Физика 7: все формулы и определения
  • Механическая энергия. Закон сохранения энергии
  • ЗАДАЧИ на КПД простых механизмов
  • ЗАДАЧИ на простые механизмы с решениями
  • Рычаг. Равновесие рычага. Момент силы
  • Простые механизмы. Блоки
  • ЗАДАЧИ на механическую мощность
  • ЗАДАЧИ на механическую работу с решениями
  • Механическая работа, мощность и КПД
  • ЗАДАЧИ на силу Архимеда с решениями
  • Сообщающиеся сосуды. Шлюзы
  • Закон Архимеда
  • ЗАДАЧИ на давление жидкостей с решениями
  • ЗАДАЧИ на давление твердых тел с решениями
  • Давление тел, жидкостей и газов
  • ЗАДАЧИ на силу тяжести и вес тела
  • Силы вокруг нас (силы тяжести, трения, упругости)
  • ЗАДАЧИ на плотность, массу и объем
  • Масса тела. Плотность вещества
  • ЗАДАЧИ на движение с решением
  • Неравномерное движение. Средняя скорость
  • Прямолинейное равномерное движение
  • Механическое движение. Траектория
  • Строение вещества
  • Физические величины

8 класс

  • Электромагнитные колебания и волны
  • Оптические приборы
  • Дисперсия света. Линза
  • Явления распространения света
  • Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея
  • Действие магнитного поля на проводник с током
  • Магнитное поле постоянного магнита
  • Опыты Эрстеда. Магнитное поле. Электромагнит
  • ЗАДАЧИ на Закон Джоуля-Ленца
  • ЗАДАЧИ на Мощность электрического тока
  • ЗАДАЧИ на Работу электрического тока
  • ЗАДАЧИ на Параллельное соединение
  • ЗАДАЧИ на Последовательное соединение
  • ЗАДАЧИ на сопротивление проводников
  • ЗАДАЧИ на Закон Ома с решениями
  • ЗАДАЧИ на КПД тепловых двигателей
  • ЗАДАЧИ на парообразование и конденсацию
  • ЗАДАЧИ на плавление и отвердевание
  • ЗАДАЧИ на сгорание топлива с решениями
  • ЗАДАЧИ на количество теплоты с решениями
  • Физика 8: все формулы и определения
  • Колебательные и волновые явления
  • Электромагнитные явления
  • Закон Джоуля-Ленца и его применение
  • Работа и мощность электрического тока
  • Закон Ома. Соединение проводников
  • Электрическое сопротивление
  • Сила тока. Напряжение
  • Постоянный электрический ток
  • Электрическое поле. Проводники и диэлектрики
  • Закон сохранения электрического заряда
  • Два вида электрических зарядов. Взаимодействие зарядов
  • Электризация тел
  • Тепловые машины. ДВС. Удельная теплота сгорания топлива
  • Плавление и кристаллизация
  • Влажность воздуха
  • Кипение. Удельная теплота парообразования
  • Испарение. Конденсация
  • Уравнение теплового баланса
  • Количество теплоты. Удельная теплоёмкость
  • Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение
  • Внутренняя энергия
  • Тепловое равновесие. Температура. Шкала Цельсия
  • Диффузия. Взаимодействие молекул
  • Тепловое движение. Броуновское движение

Реклама

9 класс

  • Ядерные реакции. Ядерный реактор
  • Состав атомного ядра. Изотопы
  • Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома
  • Радиоактивность. Излучения. Распад
  • МКТ. Агрегатные состояния вещества
  • Механические колебания и волны. Звук
  • Закон Архимеда. Условие плавания тел
  • Закон Паскаля. Гидравлический пресс
  • Давление твёрдого тела. Давление газа
  • Золотое правило механики
  • Механическая энергия
  • Кинетическая и потенциальная энергия
  • Механическая работа. Механическая мощность
  • Импульс тела. Закон сохранения импульса
  • Всемирное тяготение. Сила тяжести
  • Деформация тела
  • Трение покоя и трение скольжения
  • Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона
  • Первый закон Ньютона
  • Сила – векторная физическая величина
  • Масса. Плотность вещества
  • Скорость равномерного движения тела по окружности
  • Свободное падение
  • Прямолинейное равноускоренное движение
  • Равномерное прямолинейное движение
  • Относительность движения
  • Физика 9 класс. Все формулы и определения
  • ЗАДАЧИ на Электромагнитные волны
  • ЗАДАЧИ на Состав атома и ядерные реакции
  • ЗАДАЧИ на Механические волны
  • ЗАДАЧИ на Механические колебания
  • ЗАДАЧИ на Закон сохранения импульса
  • ЗАДАЧИ на искусственные спутники Земли
  • ЗАДАЧИ на Движение тела по окружности
  • ЗАДАЧИ закон всемирного тяготения
  • ЗАДАЧИ на Законы Ньютона с решениями
  • ЗАДАЧИ на Свободное падение с решениями
  • ЗАДАЧИ на Прямолинейное равноускоренное движение
  • ЗАДАЧИ на Прямолинейное равномерное движение
  • Формула времени. Решение задач

10-11 классы

  • Атомная физика (физика атома)
  • Излучения и спектры
  • ЕГЭ Квантовая физика. Задачи с решениями
  • Световые кванты
  • Физика 11 класс. Все формулы и определения
  • Физика 10 класс. Все формулы и темы
  • Колебания и волны. Задачи ЕГЭ с решениями
  • Закон сохранения импульса. Задачи ЕГЭ с решениями
  • Электромагнитная индукция
  • Магнитное поле. Теория, формулы, схемы
  • Постоянный ток. Теория, формулы, схемы
  • Электростатика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Термодинамика. Теория, формулы, схемы
  • Статика и гидростатика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Законы сохранения. Работа и мощность. Теория, Формулы, Шпаргалка
  • Динамика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Кинематика. Теория и формулы + Шпаргалка
  • Молекулярно-кинетическая теория

Новые конспекты

Найти конспект

О проекте

Сайт «УчительPRO» — некоммерческий школьный проект учеников, их родителей и учителей. На сайте представлены опорные конспекты — основные теоретические знания, необходимые для подготовки к контрольным работам и ГИА.

Читать еще:  Как выйти из автономного режима в Steam

Возрастная категория: 12+

(с) 2019 Учитель.PRO — Конспекты школьных уроков. Копирование информации с сайта только при указании активной ссылки на сайт!

§ 19. Искусственные спутники Земли (окончание)

Если скорость тела, запускаемого на высоте h над Землёй, превышает соответствующую этой высоте первую космическую, то его орбита представляет собой эллипс (см. рис. 42, внешнюю траекторию). Чем больше скорость, тем более вытянутой будет эллиптическая орбита. При скорости, равной 11,2 км/с, которая называется второй космической скоростью, тело преодолевает притяжение к Земле и уходит в космическое пространство.

Для запуска спутников применяют ракеты. Двигатели ракеты должны совершить работу против сил тяжести и сил сопротивления воздуха, а также сообщить спутнику соответствующую скорость.

4 октября 1957 г. в Советском Союзе был запущен первый в истории человечества искусственный спутник Земли. Спутник в виде шара диаметром 58 см и массой 83,6 кг и ракета- носитель долгое время двигались над Землёй на высоте в несколько сотен километров.

12 апреля 1961 г. первый в мире лётчик-космонавт, наш соотечественник Юрий Алексеевич Гагарин совершил полёт в космос на космическом корабле «Восток».

В настоящее время сотни спутников запускаются каждый год в научно-исследовательских и практических целях: для осуществления теле- и радиосвязи, исследования атмосферы, прогнозирования погоды и т. д.

1. Приведите примеры (из области астрономии), доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго двигаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей направление скорости движения этого тела.

2. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю?

3. Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным падением?

4. Что необходимо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?

Читать еще:  Как утеплить входную дверь в частном доме

5. Выведите формулу для расчёта первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли.

6. Как движется спутник, обладающий первой космической скоростью; второй космической скоростью?

1. Определите скорость искусственного спутника Земли, если он движется по круговой орбите на высоте 2600 км над поверхностью Земли. (М3 = 6 • 10 24 кг; R3 = 6,4 • 10 6 м.)

2. Если бы на круговую орбиту вблизи поверхности Луны был выведен искусственный спутник, то он двигался бы со скоростью 1,67 км/с. Определите радиус Луны, если известно, что ускорение свободного падения на её поверхности равно 1,6 м/с 2 .

Как определить скорость искусственного спутника Земли

1. Что необходимо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?

Для того, чтобы некоторое тело стало искусственным спутником Земли, его нужно вывести за пределы земной атмосферы и придать ему определенную скорость, направленную по касательной к окружности, по которой он будет двигаться.

Объяснения по рисунку Ньютона:

Земной шар, на нем показана высокая гора, с вершины которой бросают камни, придавая им различные по модулю горизонтально направленные скорости.
Брошенный камень отклонится под действием силы тяжести от прямолинейного пути и, описав кривую траекторию, упадет на Землю.
Если его бросить с большой скоростью, то он упадет дальше.
Вывод:
при отсутствии сопротивления воздуха и при достаточно большой скорости тело вообще может не упасть иа Землю, а будет описывать круговые траектории, оставаясь на одной и той же высоте над Землей.
Такое тело становится искусственным спутником Земли.

2. Как должна быть направлена скорость тела в момент его вывода на круговую орбиту, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?

Тело, которому на высоте h над Землей сообщена недостаточная начальная скорость в горизонтальном направлении будет двигаться по параболе и в конце концов упадет на Землю.

Но можно подобрать такое значение скорости тела, при котором поверхность Земли из-за ее кривизны будет удаляться от тела как раз на столько, на сколько тело приближается к Земле благодаря притяжению к ней.
Тогда тело будет двигаться на постоянном расстоянии h от поверхности Земли, т. е. по окружности радиусом (R3 + h), где R3 — радиус Земли.
Скорость ИСЗ должна быть направлена по касательной к траектории движения (т.е. по касательной к окружности).

3. Как направлено ускореиие искусственного спутника Земли?

Раз искусственный спутник Земли движется равномерно по окружности, то его ускорение является центростремительным.
Центростремительное ускорение всегда направлено к центру окружности, в данном случае к центру Земли.

4. Можно ли считать движение ИСЗ равноускоренным?

Движение искусственного спутника Земли нельзя назвать равноускоренным.
Почему?

Равноускоренным движением называется движение тела с неизменным ускорением (по модулю и направлению).
ИСЗ движется по окружности с постоянной по модулю скоростью и имеет центростремительное ускорение.
Вектор центростремительного ускорения характеризуется постоянным модулем, но непрерывно меняет свое направление.
Такое движение нельзя назвать равноускоренным.

Кроме того, сила тяготения к Земле, придающая ИСЗ центростремительное ускорение, является центростремительной силой, и тоже вектор.
Этот вектор силы неизменен по модулю, но постоянно меняет свое направление.
А по второму закону Ньютона ускорение и сила, его вызывающая, всегда имеют одинаковое направление (в данном случае другие силы на ИСЗ не действуют).
Значит ускорение ИСЗ меняется по направлению.

5. Космонавт вышел из космического корабля в открытый космос. Был ли он в это время в состоянии невесомости?

Движение спутников вокруг Земли происходит под действием только силы всемирного тяготения, которая сообщает всем телам одинаковое ускорение — и спутнику, и всему, что в нем находится.
Это значит, что все тела в спутнике, в том числе и космонавты , находятся в состоянии невесомости.

Читать еще:  Почему действие взаимного притяжения не наблюдается

Вышедший из космического корабля в открытый космос космонавт движется с такой же скоростью, что и корабль — он также находится в состоянии невесомости.

6. Существуют ли примеры из области астрономии, доказывающие, что при отсутствии сил сопротивления тело может неограниченно долго двигаться по замкнутой траектории под действием силы, меняющей направление скорости движения этого тела.

Да. Например:
Движение планет Солнечной системы вокруг Солнца.


7. Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю?

Но спутник не падает на Землю благодаря тому, что обладает достаточно большой скоростью, направленной по касательной к окружности, по которой он движется.

Например:
Естественный спутник Земли Луна обращается вокруг планеты около четырёх миллиардов лет.


8. Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным падением?

Движение спутника является примером свободного падения, так как происходит только под действием силы тяжести.

Например:
Обращение Луны вокруг Земли является примером свободного падения

9. Как вывести формулу для расчёта первой космической скорости спутника, движущегося по круговой орбите вблизи поверхности Земли?

Наименьшая высота над поверхностью Земли, на которой сопротивление воздуха практически отсутствует, составляет примерно 300 км. Поэтому обычно спутники запускают на высоте 300—400 км от земной поверхности.

Вывод формулуы для расчёта скорости, которую надо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником Земли, двигаясь вокруг неё по окружности:

Движение спутника происходит под действием одной только силы тяжести.
Эта сила сообщает ему ускорение свободного падения g, которое в данном случае выполняет роль центростремительного ускорения.
Центростремительное ускорение определяется по формуле:

Так определяется скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно обращалось по окружности вокруг Земли на расстоянии г от её центра.
Эта скорость называется первой космической скоростью (круговой).

а) Если высота h спутника над поверхностью Земли мала по сравнению с земным радиусом, то ею можно пренебречь и считать, что г ≈ Rз, а ускорение свободного падения берется вблизи поверхности Земли равное 9,8 м/с 2 .

б) Если же высотой h спутника над Землёй пренебречь нельзя, то расстояние от центра Земли до спутника будет (r = Rз + h), а ускорение свободного падения g на высоте h определяют по формуле:

Тогда скорость спутника считают по формуле:

По этой формуле можно рассчитать первую космическую скорость спутника любой планеты, если вместо массы и радиуса Земли подставить соответственно массу и радиус данной планеты.
Чем больше высота h, на которой запускается спутник, тем меньшую скорость v ему нужно сообщить для его движения по круговой орбите (так как h стоит в знаменателе дроби).


10. Как движется спутник, обладающий первой космической скоростью; второй космической скоростью?

Спутником Земли может стать тело любой массы, лишь бы ему была сообщена достаточная скорость. Эта скорость называется первой космической скоростью.
При радиусе Земли равным 6400 км (или 6,4 • 10 6 м), и g = 9,8 м/с 2 первая космическая скорость для ИСЗ, запускаемого вблизи поверхности Земли составляет 7,9 км/с.

Такую скорость в горизонтальном направлении нужно сообщить телу на небольшой, сравнительно с радиусом Земли, высоте, чтобы оно не упало на Землю, а стало ее спутником, движущимся по круговой орбите.

Если скорость тела, запускаемого на высоте h над Землёй, превышает соответствующую этой высоте первую космическую скорость, то его орбита представляет собой эллипс.
Чем больше скорость, тем более вытянутой будет эллиптическая орбита.

При скорости, равной 11,2 км/с, которая называется второй космической скоростью, ИСЗ преодолевает притяжение Земли и уходит с орбиты Земли в космическое пространство.

Источники:

http://uchitel.pro/%D0%B7%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B8-%D0%BD%D0%B0-%D0%B8%D1%81%D0%BA%D1%83%D1%81%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D1%81%D0%BF%D1%83%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8/
http://ea0168.ru/Fizika_9_klass_Peryshkin/19.2.html
http://class-fizika.ru/u9-21.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector