какие силы действуют на спутник любой планеты

Какими силами удерживаются спутники вокруг планет?

Спутники планет находятся на устойчивых орбитах относительно своих планет. Есть ли какие-то силы, которые удерживают их в таком положении?

Да, это силы тяготения. Именно благодаря им спутники будто «привязаны» к своим планетам. Гравитационные силы действуют между любыми двумя телами, обладающими массой, и прямо пропорциональны величине этих масс. Так как и планеты, и спутники чрезвычайно тяжелы, то и сила гравитации между ними огромна.

Возникает логичный вопрос – если планета притягивает свой спутник, то почему он не падает на неё? Причина этого заключается в том, что спутник вращается вокруг планеты. В результате этого возникает центробежная сила, которая стремится отбросить спутник от планеты. Важно заметить, что, строго говоря, эта сила на самом деле не существует. Она является так называемой силой инерции и представляет собой условную абстракцию, которая возникает из-за неравноправия инерциальных и неинерциальных систем отсчета в ньютоновской механике.

Величины центробежной силы и силы гравитации в случае с вращением спутника совпадают. Причем если вследствие каких-то причин гравитация планеты ослабнет, центробежная сила отбросит планеты на более дальнюю орбиту, но при этом она сама ослабнет и снова станет равной силе гравитации. В качестве примера можно привести шарик, который привязан к веревке, вращаемую человеком. Чем сильнее человек крутит веревку, тем выше центробежная сила. Однако с ее ростом возрастает и сила натяжения веревки (в этом примере она аналогична силе гравитации). Если незначительно ослабить веревку, то шарик немного удалится от человека из-за центробежной силы, однако в результате такого удаления центробежная сила ослабнет, и шарик окажется на новой «орбите».

Список использованных источников

Источник

Какие силы действуют на спутник любой планеты&amp ;

Сила притяжения к планете.

На спутник действуют две силы ;

1) Сила притяжения спутника к планете (спутник стремится упасть на планету)

2) Центробежная сила инерции (спутник пытается удалиться от планеты)

Эти силы приложены к одному телу (спутнику) и уравновешивают друг друга (спутник остается на орбите).

Какие силы действуют на светильник?

Какие силы действуют на светильник?

Искусственный спутник Земли массой 83, 6 кг движется по круговой орбите вокруг нашей планеты?

Искусственный спутник Земли массой 83, 6 кг движется по круговой орбите вокруг нашей планеты.

Расстояние от центра Земли до спутника равно 6600км.

Какова сила гравитационного притяжения между спутником и Землёй?

Какие ускорения имеют спутник и Земля благодаря этой силе?

1)не изменяется 2)уменьшается в 2 раза 3)уменьшается в 4 раза 4)уменьшается в 8 раз.

Ответьте на вопросы, СРОЧНО?

Ответьте на вопросы, СРОЧНО!

: 2. Какие силы действуют на спутник любой планеты?

3. Можно ли сказать, что Земля — спутник Солнца?

4. Выведите выражение для периода обращения спутника планеты.

5 Как изменяется скорость космического корабля при входе в плотные слои атмосферы?

Нет ли противоречий с формулой (3.

Под действием какой силы изменяется направление движения искусственных спутников, запущенных в околоплонетное пространство( вокруг Земли, Марса, Луны)?

Под действием какой силы изменяется направление движения искусственных спутников, запущенных в околоплонетное пространство( вокруг Земли, Марса, Луны)?

Действие каких тел на спутник описывает эта сила?

Спутник при движении вокруг Земли описывает окружность?

Спутник при движении вокруг Земли описывает окружность.

Как при этом направлена мгновенная скорость движения спутника в любой точке его траектории?

Какие силы действуют на стоящий самолет?

Какие силы действуют на стоящий самолет?

Опишите действующую на вас силу тяжести ответив на четыре вопроса1 На какое тело действует сила2 Какое тело действует с этой силой3 Чему равен модуль интересующей нас силы4 куда направлена эта сила?

Опишите действующую на вас силу тяжести ответив на четыре вопроса

1 На какое тело действует сила

2 Какое тело действует с этой силой

3 Чему равен модуль интересующей нас силы

4 куда направлена эта сила.

На какое тело действует сила трения?

На какое тело действует сила трения?

Какое тело действует при силе трения?

Как проявляется сила трения?

Под действием силы 10Н тело перемещается на 4 м по направлению действия силы?

Под действием силы 10Н тело перемещается на 4 м по направлению действия силы.

Какую работа совершила сила?

В точке 2 Векторная сумма равна 0.

R = U / I U = 30B I = 0, 5A R = 30 : 0, 5 = 60 Ом(лампы).

До соприкосновения F1 = k * 9 * q1 * 1 * q2 / r² После соприкосновения q1 = q2 = 5 F2 = k * 5 * q1 * 5 * q2 / r² = k * 25 * q1 * q2 / r² F2>F1 Ответ 2 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

Потенциальной и кинетической.

V = at a = F / m Значит, V = Ft / m, т. Е. t = mV / F = 4 секунды.

Источник

§ 31. Первая космическая скорость

Что такое искусственные спутники Земли?

Какое назначение они имеют?

Вычислим скорость, которую надо сообщить искусственному спутнику Земли, чтобы он двигался по круговой орбите на высоте h над Землёй.

На больших высотах воздух сильно разрежен и оказывает незначительное сопротивление движущимся в нём телам. Поэтому можно считать, что на спутник массой m действует только гравитационная сила , направленная к центру Земли (рис. 3.8).

Согласно второму закону Ньютона m_цс = .

Центростремительное ускорение спутника определяется формулой где h — высота спутника над поверхностью Земли. Сила же, действующая на спутник, согласно закону всемирного тяготения определяется формулой где M — масса Земли.

Подставив найденные выражения для F и а в уравнение для второго закона Ньютона, получим

Из полученной формулы следует, что скорость спутника зависит от его расстояния от поверхности Земли: чем больше это расстояние, тем с меньшей скоростью он будет двигаться по круговой орбите. Примечательно то, что эта скорость не зависит от массы спутника. Значит, спутником Земли может стать любое тело, если ему сообщить определённую скорость. В частности, при h = 2000 км = 2 • 10 6 м скорость υ ≈ 6900 м/с.

Подставив в формулу (3.7) значение G и значения величин М и R для Земли, можно вычислить первую космическую скорость для спутника Земли:

Докажите, что первую космическую скорость можно рассчитать, по формуле

Первый советский космический корабль был запущен 15 мая 1960 г. со скоростью, близкой к первой космической скорости, и выведен на орбиту, близкую к круговой. Космический корабль «Восток», на борту которого советский космонавт Ю. Гагарин 12 апреля 1961 г. совершил первый в мире полёт в космос, двигался по эллиптической орбите. Максимальная скорость его полёта была 7843 м/с, минимальная скорость для данной орбиты составляла 7671 м/с.

Если такую скорость сообщить телу в горизонтальном направлении у поверхности Земли, то при отсутствии атмосферы оно станет искусственным спутником Земли, обращающимся вокруг неё по круговой орбите.

Такую скорость спутникам способны сообщать только достаточно мощные космические ракеты. В настоящее время вокруг Земли обращаются тысячи искусственных спутников.

Любое тело может стать искусственным спутником другого тела (планеты), если сообщить ему необходимую скорость.

Ключевые слова для поиска информации по теме параграфа.
Первая космическая скорость

Вопросы к параграфу

1. Что определяет первую космическую скорость?

2. Какие силы действуют на спутник любой планеты?

3. Можно ли сказать, что Земля — спутник Солнца?

4. Выведите выражение для периода обращения спутника планеты.

5 Как изменяется скорость космического корабля при входе в плотные слои атмосферы? Нет ли противоречий с формулой (3.6)?

Образцы заданий ЕГЭ

А1. Какое выражение определяет значение скорости движения по круговой орбите спутника планеты массой М, если радиус планеты R, а расстояние от поверхности планеты до спутника h?

А2. Космический корабль движется вокруг Земли по круговой орбите радиусом 20 000 км. Масса Земли 6 • 10 24 кг. Определите скорость корабля.

1) 4,5 км/с 2) 6,3 км/с 3) 8 км/с 4) 11 км/с

Источник

Какие силы действуют на спутник любой планеты

Я вполне ожидаю, что меня отправят читать школьные учебники по физике, но скажу честно я читал и не разобрался. На самом деле мне нужно объяснить тему ребенку, девятикласнику. Он плохо понимает физику, уроков почти нет, учительница часто болеет. Я вроде как взялся ему помогать, но во-первых сам мало чего помню, а во-вторых, прочтение параграфов учебника физики мне самому не очень помогает.

Собственно вопрос в следующем: какие силы действуют на тело при его движении по круговой орбите.
При этом нужно рассмотреть 2 варианта движения:
1) движение груза на тросике по кругу.
2) движение спутника вокруг Земля.

Поиск по интернету к моему удивлению только запутывает ситуацию. Видно, что разные люди объясняют процессы по разному. Даже в Википедии (которой я в общем доверяю) есть противоречия.

Так, например, на одной странице Википедии Геостационарный спутник написано, что на спутник действуют две силы: сила гравитации и центробежные силы. При этом якобы эти силы уравновешены.

В другой статье Википедии Центробежная сила написано, что «В случае реального орбитального движения единственной силой, действующей на Землю, является сила тяготения» (имеется в виду движение Земли вокруг Солнца). То есть вроде как центробежной силы совсем нет.

Видимо вопрос не очень очевидный.

После прочтения многих статей и обсуждений я принял для себя вот такое толкование.

Прошу объяснить мне прав я или нет (желательно не использовать сложные формулы с интегралами, так как мне потом еще все это ребенку пересказывать .

С уважением, Николай

Дело в том, что при рассмотрении задачи о спутнике многие люди допускают ошибку, забывая конкретизировать, из какой системы отсчета они рассматривают эту задачу. И вариантов тут два.

1. Инерциальная система отсчета, связанная с центром (масс) Земли.
2. Неинерциальная вращающаяся система отсчета, связанная с центром Земли. Спутник в этой системе отсчета не вращается, вращается сама система отсчета. Такое рассмотрение отражает точку зрения наблюдателя, который сидит на спутнике, и уверен, что он висит на месте в невесомости, а вращается на самом деле под ним Земля.

В первом случае единственной силой, которая действует на спутник, является сила тяжести. Под ее действием спутник находится в состоянии бесконечного падения. Т.е. он все время падает, падает и падает, но поскольку вектор скорости перпендикулярен силе тяжести, падение происходит всегда на ту же величину, что и поворот радиус-вектора, соединяющего спутник и центр Земли.

Во втором случае, поскольку система отсчета неинерциальная, в ней появляется дополнительная эффективная сила инерции, которая уравновешивает силу тяжести.

Так что рассмотрение зависит от выбора системы отсчета.

Потому что неинерциальные системы отсчета вообще в школе не затрагиваются. По какой-то причине считается, что школьникам это недоступно для понимания, хотя на мой взгляд проблема в том, что как раз самим учителям зачастую не хватает квалификации объяснять даже имеющийся материал.

В результате получается, что само понятие систем отсчета повисает в воздухе, оказываясь в школьном курсе физики практически никчемным. А поскольку никто не делает акцента на том, что системы отсчета бывают разные, и что при решении задачи вообще нужно выбирать эту самую систему отсчета, то возникает и путаница между всеми этими ситуациями с вращательным движением.

1. Тангенциальное ускорение, направленное по касательной к траектории движения. Это самое обычное житейское ускорение, с которым знакомы все, и которое в первую очередь дается в школе. Тангенциальное ускорение меняет скорость по величине, но не по направлению.
2. Нормальное ускорение, направленное по нормали (под прямым углом) к касательной траектории. В школе нормальное ускорение известно как центростремительное. Именно это ускорение меняет направление вектора скорости, но не меняет его величину.

То же самое центростремительное ускорение создается и силой натяжения нити, привязанной к движущемуся по окружности грузику. Нить не дает грузику двигаться прямолинейно, удаляясь от точки привязи, и тянет его к себе, снова создавая это самое центростремительное (или нормальное) ускорение.

Источник

Закон Кеплера

Форма Земли

Сейчас нам сложно представить, что раньше люди верили, будто Земля плоская. У греков, например, плоскость просто парила в воздухе и была окружена ледниками. А в Индии верили, что планета покоится на трех слонах, которые стоят на черепахе. Впрочем, кое-кто до сих пор так думает. Доказательств того, что наша планета на самом деле не плоская — много, но вот вам парочка, чтобы можно было поддержать светскую беседу.

Гравитация

Гравитация всегда притягивает все в сторону центра масс. Наша Земля — сферической формы, а центр масс сферы находится как раз в ее центре.

Гравитация притягивает все объекты на поверхности в направлении ядра Земли, то есть вниз, независимо от их местоположения — что мы всегда и наблюдаем.

Если представить, что Земля плоская, то гравитация должна будет притягивать все, что на поверхности, к центру плоскости. То есть если вы окажетесь у края плоской Земли, гравитация будет тянуть вас не вниз, а к центру диска.

Чтобы доказать свою точку зрения, сторонникам плоской Земли придется поискать на планете место, где вещи падают не вниз, а вбок.

Если бы Земля была плоской, да еще и со слонами и черепахой, то при лунном затмении мы бы видели не равномерно растущую тень, а примерно такую картину:

Но, пожалуй, это сильно отличается от реальности.

На плоскую Землю свет от Солнца падал бы, как свет от фонаря. То есть высокие объекты в противоположном от Солнца направлении после заката оставались бы в тени.

А на шарообразной Земле небоскребы или горы будут освещены Солнцем после заката или перед рассветом.

Именно это вы увидите, если застанете рассвет или закат в горах — или посмотрите на фотографии.

Окей, Земля все-таки не плоская — с этим разобрались. Но и шаром ее назвать нельзя: Земля имеет форму эллипсоида.

Эллипсоид — это такой приплюснутый шар, в сечении у которого эллипс. Именно по траектории эллипса вращаются все спутники.

Эллипс

Эллипс — это замкнутая прямая на плоскости, частный случай овала. У эллипса две оси симметрии — горизонтальная и вертикальная, которые состоят из двух полуосей.

А еще у эллипса два фокуса — это такие точки, сумма расстояний от которых до любой точки P(x,y) является постоянной величиной.

Эллипс

F₁ и F₂ — фокусы

с — половина расстояния между F₁ и F₂

a — большая полуось

b — малая полуось

r₁ и r₂ — фокальные радиусы

Теперь мы знаем все необходимые понятия, чтобы разобраться, в чем состоят законы Кеплера.

Первый закон Кеплера

Каждая планета солнечной системы вращается вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Солнце находится в одном из фокусов эллипса. Ближайшая к Солнцу точка B траектории называется перигелием, а точка A, наиболее удаленная от Солнца — афелием.

Первый закон Кеплера достаточно простой, но важный, так как в свое время он сильно продвинул астрономию. До этого открытия астрономы считали, что планеты движутся исключительно по круговым орбитам. Если же наблюдения противоречили этому убеждению, ученые дополняли главное круговое движение малыми кругами, которые планеты описывали вокруг точек основной круговой орбиты. Кеплер получил доступ к огромной базе наблюдений Тихо Браге и, изучив их, перешагнул старые идеи.

Второй закон Кеплера (закон площадей)

Радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равные площади.

Каждая планета перемещается в плоскости, проходящей через центр Солнца. В одно и то же время радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади. Таким образом, тела движутся вокруг Солнца неравномерно: в перигелии они имеют максимальную скорость, а в афелии — минимальную.

На практике это можно заметить по движению Земли. Ежегодно в начале января наша планета проходит через перигелий и перемещается быстрее. Из-за этого движение Солнца по эклиптике также происходит быстрее, чем в другое время года. В начале июля Земля движется через афелий, из-за чего Солнце по эклиптике перемещается медленнее. Поэтому световой день летом длиннее, чем зимой.

Третий закон Кеплера

Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Согласно третьему закону Кеплера, между периодом обращения планет вокруг Солнца и средним расстоянием от Солнца до планеты или спутника устанавливается связь. Этот закон выполняется как для планет, так и для спутников с погрешно­стью менее 1%.

Третий закон Кеплера

T₁ и T₂ — периоды обращения двух планет [c]

a₁ и a₂ — большие полуоси орбит планет [м]

На основании этого закона можно вычис­лить продолжительность года (времени полного оборота вокруг Солнца) любой планеты, если известно ее расстояние до Солнца.

Также можно проделать обратное — рассчитать орбиту, зная период обращения.

Закон всемирного тяготения

Законы Кеплера — это результаты наблюдений и обобщений. Теоретически их обосновал Исаак Ньютон в законе всемирного тяготения. Он звучит так: все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула силы тяготения согласно этому закону выглядит так:

Закон всемирного тяготения

F — сила тяготения [Н]

M — масса первого тела (часто планеты) [кг]

m — масса второго тела [кг]

R — расстояние между телами [м]

G — гравитационная постоянная

Ньютон был первым исследователем, который пришел к выводу, что между любыми телами в космосе действуют гравитационные силы, и именно они определяют характер движения этих тел.

Первая и вторая космические скорости

Законы Кеплера применимы не только к движению планет и других небесных тел в Солнечной системе, но и к движению искусственных спутников Земли и космических кораблей. В этом случае центром тяготения является Земля.

В серии книг Дугласа Адамса «‎Автостопом по Галактике»‎ говорится, что летать — это просто промахиваться мимо Земли. Если ты промахнулся мимо Земли и достиг первой космической скорости 7,9 км/с, то ты стал искусственным спутником нашей планеты.

Искусственный спутник Земли — космический летательный аппарат, который вращается вокруг Земли по геоцентрической орбите. Чтобы у него это получалось, аппарат должен иметь начальную скорость, которая равна или больше первой космической.

Первая космическая скорость

v₁ — первая космическая скорость [м/с]

g — ускорение свободного падения на данной планете [м/с 2 ]

R — радиус планеты [м]

Есть еще вторая и третья космические скорости. Вторая космическая скорость — это скорость, которая нужна, чтобы корабль стал искусственным спутником Солнца, а третья — чтобы вылетел за пределы солнечной системы.

Вторая космическая скорость

v₂ — вторая космическая скорость [м/с]

g — ускорение свободного падения на данной планете [м/с 2 ]

Источник

• ← антхилл в мобайл легенд что
• Разбираемся с понятием развал схождения в автомобильном мире →