Космические скорости

Раздел: 
Русская Физика

60. Космические скорости

Искусственные спутники Земли удерживаются на круговых орбитах при условии, что имеют окружные скорости, соответствующие радиусам траекторий. Каковы эти скорости?

На спутник действует усилие Земного тяготения F , имеющее следующую зависимость от инерции спутника I и от радиуса его траектории r:

Именно это усилие заворачивает спутник и заставляет его двигаться вокруг Земли.

Этому усилию противодействует инерционное, «центробежное» сопротивление R спутника; оно зависит от инерции спутника I , от окружной скорости v и от радиуса траектории r:

Движение спутника по круговой орбите возможно только при условии, когда

Приравняем выражения этих величин между собою и определим скорость спутника v:

Примеры.

Определим скорость спутника при движении его по круговой орбите на высоте h = 200 км над землёй.

Радиус Земли rЗ = 6370 км.

Радиус круговой орбиты

Подставим численные значения в формулу скорости и получим:

На высоте 300 км скорость будет равна:

На высоте 500 км:

Если скорости спутника окажутся меньше полученных численных значений, то он будет сходить с этих орбит в сторону понижения.

Космические корабли, предназначенные для путешествия в далёкий космос, сначала выходят на круговые орбиты вокруг Земли, а потом уже с них, разгоняясь, уходят дальше.

Характер траекторий космических кораблей в пределах одного эфироворота с повышением скорости движения изменяется: траектория сначала переходит от круговой в эллиптическую, далее – в параболическую и, наконец, - в гиперболическую.

Двигаясь со скоростями параболических и, тем более, гиперболических траекторий, космический корабль преодолевает тяготение планеты и уходит в открытый космос.

К оглавлению                Назад        обсуждение        Далее                Следующий раздел или книга