万有引力定律及其应用
芮萌萌开始了新的征程。 希望今后自己能够静下心来,扎实掌握理论知识万有引力定律及其应用,能够真正思考创新、突破自我。 努力提高自我,为人类做出更多贡献。
重力
摘一个苹果
等你从门口经过
牛顿万有引力定律指出,两个粒子之间的吸引力与其质量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
标量方程:
在,
F:两个物体之间的引力(N)
G:万有引力常数,约6.67×10--2
m1:物体1的质量(kg)
m2:物体2的质量(kg)
r:两个物体之间的距离(米)
逃离地球
断剑重铸之日
当芮萌萌回来的时候
牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中用一个图表来解释为什么行星能够保持一定的轨道。 从抛射运动的角度来看,如果扔出一块石头,石头应该做直线运动,但由于自身的重力,石头会做曲线运动,最终落到地面; 投掷速度越大,落地点距离投掷点越远。 。 只要投掷速度足够大,被投掷的物体就不会再下落。 这实际上就是向天空发射人造地球卫星或航天器的原理。
如果卫星绕地球运行的轨道可视为一个圆,且卫星距地面的高度远小于地球半径,则卫星轨道半径可近似视为地球半径R = 6.4×106 m。 此时,地球对卫星的重力等于 卫星做圆周运动所需的向心力也相等。假设卫星的质量为m,地球的质量为M。根据根据向心力公式,我们有
由此,我们可以得到卫星在近地轨道上绕地球作匀速圆周运动所需的运行速度。
人们称7.9公里/秒为第一宇宙速度(第一),也称为轨道速度。
如果人造地球卫星以大于7.9公里/秒的速度发射,它将沿椭圆轨道绕地球运行,甚至可能逃脱地球引力,远离地球。 通过计算可以看出,人造卫星逃离地球引力所需的速度为11.2公里/秒,称为第二宇宙速度( ),也称为逃逸速度。
逃脱地球引力的人造卫星也会受到太阳引力的影响,相当于“人造行星”。 当它的发射速度达到16.7公里/秒时,它将脱离太阳的引力,飞出太阳系。 人们把16.7公里/秒称为第三宇宙速度(third),也称为逃逸速度。
卫星轨道
想要飞向天空
与太阳并肩
人造地球卫星是用途最广、发射次数最多、效率最高的航天器。
卫星轨道参数是用来描述卫星在空间中的位置、形状和方向的各种参数。 太空中的卫星在地球引力等多种力的作用下进行周期性运动。 一阶近似是开普勒椭圆轨道。 由于其他力的存在(如地球的形状、大气阻力、其他行星的引力等),实际轨道偏离理想的开普勒轨道。 这在航空航天中被称为“轨道摄动”。 卫星轨道的形状和大小由长轴和短轴决定,而交角Ω、近地点角ω和轨道倾角i则决定轨道在空间中的方位。 这五个参数称为卫星轨道元素(根号)。 有时还加上近地点时间tp,统称为六要素。 有了这六个要素,就可以知道任意时刻卫星在太空中的位置。
卫星根据轨道类型可分为五种类型,即LEO(低地球轨道)、MEO(中地球轨道)、GEO(轨道)和SSO(太阳轨道)。 Orbit)、IGSO(轨道万有引力定律及其应用,倾斜地球同步轨道)。 根据轨道高度,卫星主要分为低轨道、中轨道和高轨道三类。
描述轨道高度数据的方式有很多种,大致分为以下几种。
芮萌萌已经很久没有学物理了,感觉以后还需要学习很多知识!
结尾
来芮萌萌的小屋喝杯茶吧