Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 16
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для спутников, движущихся по круговым траекториям на значительном удалении от Земли, земная гравитация ослабевает обратно пропорционально квадрату радиуса r траектории. Таким образом, на высоких орбитах скорость движения спутников ниже, чем на околоземной орбите.
Орбитальный период спутника увеличивается с увеличением радиуса орбиты. Нетрудно подсчитать, что при радиусе орбиты r, равном примерно 6,6 R ‡ , период обращения спутника будет равен 24 часам. Спутник с таким периодом обращения, запущенный в экваториальной плоскости, будет неподвижно зависать над некоторой точкой земной поверхности. Такие спутники используются в системах космической радиосвязи. Орбита радиусом r = 6,6 R ‡ называется геостационарной.
Вторая космическая скорость - это минимальная скорость, которая должна быть сообщена космическому кораблю у поверхности Земли, чтобы он, преодолев земное притяжение, превратился в искусственный спутник Солнца (искусственную планету). В этом случае корабль удалится от Земли по параболической траектории.
Если скорость космического корабля x1 = 7,9 · 103 м / с и направлена параллельно поверхности Земли, то космический корабль будет двигаться по круговой орбите на малой высоте над Землей. При начальных скоростях, превышающих x1, но менее x2 = 11,2 · 103 м / с, орбита космического корабля будет эллиптической. При начальной скорости x2 корабль будет двигаться по параболе, а с еще большей начальной скоростью - по гиперболе.
Указаны скорости у поверхности Земли:
x = x1 - круговая траектория;
x1 < x < x2 - эллиптическая траектория;
x = 11,1 · 103 м / с - эллипс сильно вытянутой формы;
x = x2 - параболическая траектория;
x > x2 - гиперболическая траектория;
траектория луны
Таким образом, мы выяснили, что все движения в Солнечной системе подчиняются закону всемирного тяготения Ньютона.
Исходя из малой массы планет и тем более других тел Солнечной системы, можно приблизительно предположить, что движения в пространстве вокруг Солнца подчиняются законам Кеплера.
Все тела движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Чем ближе небесное тело к Солнцу, тем выше его орбитальная скорость (планета Плутон, самая дальняя из известных планет, движется в 6 раз медленнее Земли).
Тела также могут двигаться по открытым орбитам: параболе или гиперболе. Это происходит, если скорость тела равна или превышает значение второй космической скорости Солнца на заданном расстоянии от центральной звезды. Если мы говорим о спутнике планеты, то космическую скорость нужно рассчитывать относительно массы планеты и расстояния до ее центра.
Заключение
Итак, в этой работе мы рассмотрели тему: Закон всемирного тяготения.
Закон всемирного тяготения был установлен Исааком Ньютоном, обобщая результаты, полученные ранее известными астрономами. Важную роль сыграли закономерности движения планет, открытые немецким астрономом И. Кеплером в результате обработки информации астрономических наблюдений датского астронома Тихо Браге. Кеплер сформулировал их в виде трех законов.
Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце.
Площади, описываемые радиусами-векторами планет за одно и то же время, равны.
Отношение квадратов периодов обращения планет вокруг Солнца равно отношению кубов больших полуосей их орбит.
Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного притяжения. Эти силы называются силами тяжести или силами тяжести. Сила всемирного тяготения проявляется в Космосе, Солнечной системе и на Земле. Ньютон обобщил законы движения небесных тел и выяснил, что сила F равна:
Ньютон вывел закон всемирного тяготения в своей основной работе «Математические основы естественной философии» и показал, что:
наблюдаемые движения планет указывают на наличие центральной силы;
наоборот, центральная сила притяжения приводит к эллиптическим (или гиперболическим) орбитам.
В результате этот закон гласит: между любыми материальными точками существует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, действующая вдоль линии, соединяющей эти точки.
Теория Ньютона, в отличие от гипотез своих предшественников, имела ряд существенных отличий. Ньютон опубликовал не просто предполагаемую формулу закона всемирного тяготения, но фактически предложил полную математическую модель:
закон всемирного тяготения;
закон движения (второй закон Ньютона);
система методов математического исследования (математический анализ).
В совокупности этой триады достаточно для полного изучения сложнейших движений небесных тел, создавая тем самым основы небесной механики. До Эйнштейна никаких принципиальных поправок к этой модели не требовалось, хотя это оказалось необходимым для существенного развития математического аппарата.
Позже мы убедились, что законы Кеплера и закон всемирного тяготения Ньютона имеют универсальный характер, а закон всемирного тяготения является не только основным законом небесной механики, но и играет решающую роль при анализе различных космогонических и космологических процессов.
Строго говоря, теория гравитации Ньютона перестала быть гелиоцентрической. Уже в задаче о двух телах планета вращается не вокруг солнца, а вокруг общего центра тяжести, поскольку не только солнце притягивает планету, но и сама планета притягивает солнце. Наконец, стала понятна необходимость учитывать влияние планет друг на друга. Открытие закона всемирного тяготения показало способность тела «притягиваться» - притягиваться к себе и притягиваться к другим телам.
Со временем выяснилось, что закон всемирного тяготения позволяет с большой точностью объяснять и предсказывать движения небесных тел, и его стали рассматривать как фундаментальные.
Список литературы
Громов С.В. Физика. 9 класс / С.В. Громов. - М .: Просвещение, 2004. - 158 с.
Касаткина И. Л. Репетитор физики / И. Л. Касаткина. - М .: Феникс, 2004. - 368 с.
Касьянов В.А. Физика. Учебник. 10 класс / В.А. Касьянов. - М .: Дрофа, 2004. - 416 с.
Мякишев Г.Я. Физика: Учебник. за 10 кл. общее образование. учреждения / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. - М .: Просвещение, 2005. - 399 с.