Первая космическая скорость(+)

Сообщение №59882 от alexast 23 октября 2009 г. 23:11
Тема: Первая космическая скорость(+)

Уважаемые коллеги!
Внесите, пожалуйста, ясность и укажите мне на ошибку.
Логика следующая:
По формулам, которые есть в учебниках первая космическая скорость равна 8 км/сек.
Если мы её достигаем вблизи Земли, то следовательно на нас не действует сила тяжести.
Т.е. идёт компенсирование ускорения земного тяготения.
Но если рассуждать далее (сил трения воздуха - нет) то получается мы придаём телу эту скорость (равномерное движение без ускорения) и ускорение будет равно нулю.
Как в этом случае сочетается ускорение притяжения и наше ускорение равное нулю?
Что-то здесь не так.
Заранее спасибо с уважением Алексей.


Отклики на это сообщение:

> Уважаемые коллеги!
> Внесите, пожалуйста, ясность и укажите мне на ошибку.
> Логика следующая:
> По формулам, которые есть в учебниках первая космическая скорость равна 8 км/сек.
> Если мы её достигаем вблизи Земли, то следовательно на нас не действует сила тяжести.
> Т.е. идёт компенсирование ускорения земного тяготения.
> Но если рассуждать далее (сил трения воздуха - нет) то получается мы придаём телу эту скорость (равномерное движение без ускорения) и ускорение будет равно нулю.
> Как в этом случае сочетается ускорение притяжения и наше ускорение равное нулю?
> Что-то здесь не так.
> Заранее спасибо с уважением Алексей.

Сила тяготения Земли действует на тело всегда, то есть не пропадает, куда бы тело не двигалось относительно Земли. Вот картинка. Тело все время имеет ускорение свободного падения, которое раскладывается на центростремительное и продольное. Когда тело движется по окружности с ее центром в центре Земли, остается только вектор центростремительного ускорения, равный ускорению свободного падения. Все ускорения - относительно инерциальной системы (например - неподвижной картинки).
Продольное ускорение уменьшает либо увеличивает текущую скорость, нормальное ускорение только поворачивает вектор скорости, не влияя на ее числовое значение (модуль).


> Но если рассуждать далее (сил трения воздуха - нет) то получается мы придаём телу эту скорость (равномерное движение без ускорения) и ускорение будет равно нулю.
> Как в этом случае сочетается ускорение притяжения и наше ускорение равное нулю?

Если тело движется вокруг Земли с постоянной по модулю скоростью, то это вовсе не означает, что ускорения нет. Изменяется направление движения тела (направление вектора скорости) и тело испытывает центростремитеьное ускорение.


> > Но если рассуждать далее (сил трения воздуха - нет) то получается мы придаём телу эту скорость (равномерное движение без ускорения) и ускорение будет равно нулю.
> > Как в этом случае сочетается ускорение притяжения и наше ускорение равное нулю?

> Если тело движется вокруг Земли с постоянной по модулю скоростью, то это вовсе не означает, что ускорения нет. Изменяется направление движения тела (направление вектора скорости) и тело испытывает центростремитеьное ускорение.

А если тело запущено перпендикулярно по отношению к Земле. Значит ли что поскольку земля вращается, то и тело относительно земли тем самым тоже вращается?


> А если тело запущено перпендикулярно по отношению к Земле. Значит ли что поскольку земля вращается, то и тело относительно земли тем самым тоже вращается?

Относительно Земли можно запустить по разному. Если просто стреляем вверх, то у тела есть тангенциальная скорость, равная скорости вращения Земли. За счёт силы Кориолиса брошенное вверх тело не упадёт в ту же самую точку. Если запускаем ракету, то её можно вывести на круговую орбиту таким образом, что угловая скорость вращения будет совпадать со скоростью вращения Земли и ракета будет висеть над одной и той же поверхностью Земли. Но в любом случае тело/ракета будет испытывать ускорение, равное по модулю ускорению свободного падения и направленное к центру Земли.


> > А если тело запущено перпендикулярно по отношению к Земле. Значит ли что поскольку земля вращается, то и тело относительно земли тем самым тоже вращается?

> Относительно Земли можно запустить по разному. Если просто стреляем вверх, то у тела есть тангенциальная скорость, равная скорости вращения Земли. За счёт силы Кориолиса брошенное вверх тело не упадёт в ту же самую точку. Если запускаем ракету, то её можно вывести на круговую орбиту таким образом, что угловая скорость вращения будет совпадать со скоростью вращения Земли и ракета будет висеть над одной и той же поверхностью Земли. Но в любом случае тело/ракета будет испытывать ускорение, равное по модулю ускорению свободного падения и направленное к центру Земли.

В общих словах Jim верно описывает. Лучше бы на картинках показывать, так как читатель может не так понять, как понимает писатель.
Линейную скорость лучше называть скоростью обращения или переносной скоростью, а не скоростью вращения.
Тело в невесомости (свободном полете) не испытывает ускорений, так как испытывать ускорение - деформироваться под контактным воздействием другого тела, то есть испытывать = ощущать. А силы тяготения воздействуют на все точки свободного от опоры тела приблизительно одинаково и почти не деформируют тело ( такое ощущение и называют невесомостью (тело не ощущает своего веса)). Еще точнее - тело не может физически ощущать скорости или ускорения, оно может ощущать силу воздействия из-за деформации.
Про геостационарный спутник требуется уточнение. Над одной точкой, похоже, спутник не висит. Запустим спутник в плоскости экватора и плоскости эклиптики. А плоскость экватора изменяет угол наклона по отношению к плоскости эклиптики на +-23 градуса за год. Значит - спутник то на Юг смещается, то - на Север.


> Про геостационарный спутник требуется уточнение. Над одной точкой, похоже, спутник не висит. Запустим спутник в плоскости экватора и плоскости эклиптики. А плоскость экватора изменяет угол наклона по отношению к плоскости эклиптики на +-23 градуса за год. Значит - спутник то на Юг смещается, то - на Север.

С эклиптикой это вы погорячились, она тут ни при чём. Если было бы так, как вы говорите, то все спутники за год меняли бы своё наклонение на ±23 градуса, а это крайне энергозатратно. Так не бывает.


> > Запустим спутник в плоскости экватора и плоскости эклиптики.

Тоже ошибка.


> > Про геостационарный спутник требуется уточнение. Над одной точкой, похоже, спутник не висит. Запустим спутник в плоскости экватора и плоскости эклиптики. А плоскость экватора изменяет угол наклона по отношению к плоскости эклиптики на +-23 градуса за год. Значит - спутник то на Юг смещается, то - на Север.

> С эклиптикой это вы погорячились, она тут ни при чём. Если было бы так, как вы говорите, то все спутники за год меняли бы своё наклонение на ±23 градуса, а это крайне энергозатратно. Так не бывает.

Да , выразился не так, как хотелось. Запустим один спутник в плоскости экватора, другой - в плоскости эклиптики. Поведут они себя по-разному, но орбиты их будут прецессировать.
Положение геостационарных спутников, находящихся в режиме эксплуатации, все время корректируется, поэтому эти спутники (их называют "активными") имеют сравнительно малые относительные скорости - менее 5 м/с. Орбиты утративших свою активную деятельность (их называют "пассивными") спутников начинают эволюционировать по законам небесной механики: плоскость орбиты прецессирует с периодом 52 года и амплитудой около 15°. При этом относительные скорости двух спутников могут достигать 1 км/с.


Ползти параметры орбиты будут у любого спутника, не только геостационарного. Причина тому, различные возмущения, потому как и Земля не совсем круглая, и Луна с Солнцем и планетами вносят свои возмущения, и атмосфера тормозит, и т.д. В результате движение происходит не совсем по Кеплеру. Причём характер возмущений зависит от типа орбиты и наклонения. Для компенсации этих изменений и поддержания нужной конфигурации относительно друг друга орбиты рабочих спутников периодически корректируются.
Более подробно можно прочитать в любой книжке по астродинамике в разделе возмущённое движение.


> > > Про геостационарный спутник требуется уточнение. Над одной точкой, похоже, спутник не висит. Запустим спутник в плоскости экватора и плоскости эклиптики. А плоскость экватора изменяет угол наклона по отношению к плоскости эклиптики на +-23 градуса за год. Значит - спутник то на Юг смещается, то - на Север.

> > С эклиптикой это вы погорячились, она тут ни при чём. Если было бы так, как вы говорите, то все спутники за год меняли бы своё наклонение на ±23 градуса, а это крайне энергозатратно. Так не бывает.

> Да , выразился не так, как хотелось. Запустим один спутник в плоскости экватора, другой - в плоскости эклиптики. Поведут они себя по-разному, но орбиты их будут прецессировать.
> Положение геостационарных спутников, находящихся в режиме эксплуатации, все время корректируется, поэтому эти спутники (их называют "активными") имеют сравнительно малые относительные скорости - менее 5 м/с.
Пожалуйста, поподробнее, что это за относительная скорость 5 м/с.

> Орбиты утративших свою активную деятельность (их называют "пассивными") спутников начинают эволюционировать по законам небесной механики: плоскость орбиты прецессирует с периодом 52 года и амплитудой около 15°.
Давайте уточним, что такое ПЕРИОД ПРЕЦЕССИИ, и что такое АМПЛИТУДА ПРЕЦЕССИИ.

> При этом относительные скорости двух спутников могут достигать 1 км/с.
Про какие относительные скорости двух спутников идет речь?


> > Положение геостационарных спутников, находящихся в режиме эксплуатации, все время корректируется, поэтому эти спутники (их называют "активными") имеют сравнительно малые относительные скорости - менее 5 м/с.
> Пожалуйста, поподробнее, что это за относительная скорость 5 м/с.

Я привел цитату из статьи, потому не могу уточнить за автора статьи. Наверное - относительная скорость сближения спутников, имеющих равные радиусы орбит и находящихся рядом (предположим - не далее 10 км друг от друга)

> > Орбиты утративших свою активную деятельность (их называют "пассивными") спутников начинают эволюционировать по законам небесной механики: плоскость орбиты прецессирует с периодом 52 года и амплитудой около 15°.
> Давайте уточним, что такое ПЕРИОД ПРЕЦЕССИИ, и что такое АМПЛИТУДА ПРЕЦЕССИИ.

Я так понимаю: Период 52 года - время, за которое плоскость орбиты возвратится в исходную плоскость инерционной системы. Амплитуда - максимальное отклонение плоскости орбиты от исходной плоскости +- 15 градусов.

> > При этом относительные скорости двух спутников могут достигать 1 км/с.
> Про какие относительные скорости двух спутников идет речь?

Полагаю, при скорости спутника на геостационарной орбите 8/ √6,6 =3 км/с и при угле между траекториями двух спутников в 30 градусов скорость схождения приблизительно равна половине скорости спутника, то есть 1,5 км/с.


> Полагаю, при скорости спутника на геостационарной орбите 8/ √6,6 =3 км/с и при угле между траекториями двух спутников в 30 градусов

Геостационарная орбита -- это одна единственная круговая линия во всей Вселенной.
Вообще-то.

Спутники обязаны занимать выделенное им на этой линии положение с точность (если не склероз) 0.1 градуса. Это область около 70 км. Скорость, с которой они могут мотыляться не выходя за пределы этой области не более 5 м/с.


> > Полагаю, при скорости спутника на геостационарной орбите 8/ √6,6 =3 км/с и при угле между траекториями двух спутников в 30 градусов

> Геостационарная орбита -- это одна единственная круговая линия во всей Вселенной.
> Вообще-то.

> Спутники обязаны занимать выделенное им на этой линии положение с точность (если не склероз) 0.1 градуса. Это область около 70 км. Скорость, с которой они могут мотыляться не выходя за пределы этой области не более 5 м/с.

Со всем сказанным согласна, кроме одного.
Откуда взялась идея про 5 м/с?
Пусть они МОТЫЛЯТСЯ там как хотят, лишь бы не отклонялись от "идеального" луча более, чем на 0.1 градуса.
Так я думаю.


> Я так понимаю: Период 52 года - время, за которое плоскость орбиты возвратится в исходную плоскость инерционной системы. Амплитуда - максимальное отклонение плоскости орбиты от исходной плоскости +- 15 градусов.

Я так понимаю, что 52 и 15 - эти цифры где-то приведены.
Есть ссылка в интернете?


> > Это область около 70 км

> Откуда взялась идея про 5 м/с?

Дык!

2 * pi * 70000 / сутки = 5 м/с

> Пусть они МОТЫЛЯТСЯ там как хотят, лишь бы не отклонялись от "идеального" луча более, чем на 0.1 градуса.

Если бы запас импульса корректирующих двигателей был бесконечный, тогда да, на скорость наплевать.
Но хочется, чтоб они летали по инерции, а тогда надо не только поставить спутник поближе к заданной точке, но и скорость ему поточнее подровнять (относительно идеальной), иначе он улетит далеко.

Грубо: 3 км/с +- 5 м/с.
Векторно, конечно!


> > Я так понимаю: Период 52 года - время, за которое плоскость орбиты возвратится в исходную плоскость инерционной системы. Амплитуда - максимальное отклонение плоскости орбиты от исходной плоскости +- 15 градусов.

> Я так понимаю, что 52 и 15 - эти цифры где-то приведены.
> Есть ссылка в интернете?

http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VRAN/DUST.HTM


> > > Но если рассуждать далее (сил трения воздуха - нет) то получается мы придаём телу эту скорость (равномерное движение без ускорения) и ускорение будет равно нулю.
> > > Как в этом случае сочетается ускорение притяжения и наше ускорение равное нулю?

> > Если тело движется вокруг Земли с постоянной по модулю скоростью, то это вовсе не означает, что ускорения нет. Изменяется направление движения тела (направление вектора скорости) и тело испытывает центростремитеьное ускорение.

> А если тело запущено перпендикулярно по отношению к Земле. Значит ли что поскольку земля вращается, то и тело относительно земли тем самым тоже вращается?

Орбитальное движение можна Это есть постоянное падение на землю. Просто Тело выведенное на определенную Высоту (В несколько раз больше чем радиус земли) Будет стремится у пасть назад но так как дальность больше радиуса то тело будет постоянно пролетать не попадая сопственно в шар земли единственная сила которая будет отлаживать и обуславливать движение тела по орбите это и есть сила притяжения. Дело в том что есть еще 2 космическая и 3 космическая. разница междуними. В случае первой космической тело нарезает правильную окружность вокруг земли. 2 - это то значение скорости прикотором траектория полета удленяется и превращается в елипс и здесь в одном из центров элипса есть земля а вдругом ничего здесь замеаем эффект не равномерной скорости выделяем дветочки апогей и перегей соответствено когда тело максимально возле обекта вращения и максимально далеко от него(это справедливо и для замли и солнца) когда земля находится в апогее а это зимой то скорость движения по орбите земли на мгновение равняется 0 это наступает когда земля тратит ускорение полученое на перегее которое двигало ее от солнца и получает постепенно е наращивание ускорения за щет силы притяжения от солнца. 3- это когда тело получает такую скорость прикоторой оно выходит на орбиту в получает ускорение точке перегея которое настолько велико что разганяет тело до такой скорости кото рая в точке апогея пересиливает силу притяжения обекта вращения и улетает в космос без возвратно...


> > > Но если рассуждать далее (сил трения воздуха - нет) то получается мы придаём телу эту скорость (равномерное движение без ускорения) и ускорение будет равно нулю.
> > > Как в этом случае сочетается ускорение притяжения и наше ускорение равное нулю?

> > Если тело движется вокруг Земли с постоянной по модулю скоростью, то это вовсе не означает, что ускорения нет. Изменяется направление движения тела (направление вектора скорости) и тело испытывает центростремитеьное ускорение.

> А если тело запущено перпендикулярно по отношению к Земле. Значит ли что поскольку земля вращается, то и тело относительно земли тем самым тоже вращается?

Орбитальное движение можна Это есть постоянное падение на землю. Просто Тело выведенное на определенную Высоту (В несколько раз больше чем радиус земли) Будет стремится у пасть назад но так как дальность больше радиуса то тело будет постоянно пролетать не попадая сопственно в шар земли единственная сила которая будет отлаживать и обуславливать движение тела по орбите это и есть сила притяжения. Дело в том что есть еще 2 космическая и 3 космическая. разница междуними. В случае первой космической тело нарезает правильную окружность вокруг земли. 2 - это то значение скорости прикотором траектория полета удленяется и превращается в елипс и здесь в одном из центров элипса есть земля а вдругом ничего здесь замеаем эффект не равномерной скорости выделяем дветочки апогей и перегей соответствено когда тело максимально возле обекта вращения и максимально далеко от него(это справедливо и для замли и солнца) когда земля находится в апогее а это зимой то скорость движения по орбите земли на мгновение равняется 0 это наступает когда земля тратит ускорение полученое на перегее которое двигало ее от солнца и получает постепенно е наращивание ускорения за щет силы притяжения от солнца. 3- это когда тело получает такую скорость прикоторой оно выходит на орбиту в получает ускорение точке перегея которое настолько велико что разганяет тело до такой скорости кото рая в точке апогея пересиливает силу притяжения обекта вращения и улетает в космос без возвратно...


> Орбитальное движение можна Это есть постоянное падение на землю. Просто Тело выведенное на определенную Высоту (В несколько раз больше чем радиус земли) Будет стремится у пасть назад но так как дальность больше радиуса то тело будет постоянно пролетать не попадая сопственно в шар земли единственная ...

Йож, ты не перламутровый, ты нулёвый!


> > Орбитальное движение можна Это есть постоянное падение на землю. Просто Тело выведенное на определенную Высоту (В несколько раз больше чем радиус земли) Будет стремится у пасть назад но так как дальность больше радиуса то тело будет постоянно пролетать не попадая сопственно в шар земли единственная ...

> Йож, ты не перламутровый, ты нулёвый!
Так он так прикалывается - "у пасть назад"


> > > Я так понимаю: Период 52 года - время, за которое плоскость орбиты возвратится в исходную плоскость инерционной системы. Амплитуда - максимальное отклонение плоскости орбиты от исходной плоскости +- 15 градусов.

> > Я так понимаю, что 52 и 15 - эти цифры где-то приведены.
> > Есть ссылка в интернете?

Спасибо! Хорошая ссылка.
Семь лет назад эта тематика обсуждалась на смежном форуме по математике с sleo ("sleo Ау!")
Про прецессию плоскости стационара Там была речь про 52 градуса и про 15.
Кстати 15 градусов - это средний угол между векторами кинетических моментов стационара и Луны.


> > > Орбитальное движение можна Это есть постоянное падение на землю. Просто Тело выведенное на определенную Высоту (В несколько раз больше чем радиус земли) Будет стремится у пасть назад но так как дальность больше радиуса то тело будет постоянно пролетать не попадая сопственно в шар земли единственная ...

> > Йож, ты не перламутровый, ты нулёвый!
> Так он так прикалывается - "у пасть назад"

Может быть, прикалывается, а может быть манера писать "у пасть" и безграмотность переплелись у него, как корпускулярные и волновые проявления у фотона... Да только все равно вот это изложение

> ...Дело в том что есть еще 2 космическая и 3 космическая. разница междуними... 2 - это то значение скорости прикотором траектория полета удленяется и превращается в елипс и здесь в одном из центров элипса есть земля а вдругом ничего здесь замеаем эффект не равномерной скорости выделяем дветочки апогей и перегей соответствено когда тело максимально возле обекта вращения и максимально далеко от него(это справедливо и для замли и солнца) когда земля находится в апогее а это зимой то скорость движения по орбите земли на мгновение равняется 0 это наступает когда земля тратит ускорение полученое на перегее которое двигало ее от солнца и получает постепенно е наращивание ускорения за щет силы притяжения от солнца. 3- это когда тело получает такую скорость прикоторой оно выходит на орбиту в получает ускорение точке перегея которое настолько велико что разганяет тело до такой скорости кото рая в точке апогея пересиливает силу притяжения обекта вращения и улетает в космос без возвратно...

неверное:

1) Тело удаляется от Земли на бесконечность при достижении второй космической скорости.

2) Земля не бывает в апогее. Да и в перигее тоже.

3) Третья космическая скорость - это условность, да и привязана она к Солнцу. Можно назвать ее и второй космической.

4) Конечно же, подавляющее большинство искусственных спутников Земли "выведены на определенную Высоту (В несколько раз больше чем радиус земли)" С меньшей высоты (200..300 км) они, разумеется, у пали бы...

И т.д.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100