Орбита спутника

На орбите тяготение работает центростремительной силой — из этого равенства следует всё. Скорость, период и ускорение выражаются через радиус, и «что стало с…» сводится к тому, в какой степени там стоит rr.

планетаапогейперигей

скорость: больше в перигее — в 3 раза

сила притяжения: больше в перигее — в 9 раз

потенциальная энергия: больше в апогее

полная энергия: не меняется

GMmr2=mv2r\displaystyle G\frac{Mm}{r^2} = \frac{mv^2}{r}

тяготение держит спутник на орбите

v=GMr\displaystyle v = \sqrt{\frac{GM}{r}}

скорость на круговой орбите

ω=vr,T=2πrv\displaystyle \omega = \frac{v}{r},\quad T = \frac{2\pi r}{v}

угловая скорость и период

a=v2r=GMr2\displaystyle a = \frac{v^2}{r} = \frac{GM}{r^2}

центростремительное ускорение

E=mv22−GMmr\displaystyle E = \frac{mv^2}{2} - G\frac{Mm}{r}

полная энергия — она сохраняется

Из прошлых тем: закон всемирного тяготения, расстояние от центра планеты, импульс тела

Где ошибаются

  • Радиус орбиты — от центра планеты: r=R+hr = R + h, одну высоту в формулы не подставляют.
  • Потенциальная энергия на орбите отрицательна: чем ниже спутник, тем она меньше.

Пример

Радиус орбиты увеличили в 1616 раз.

Скорость упала в 16=4\sqrt{16} = 4 раза, а T=2πrvT = \frac{2\pi r}{v} выросло в 16⋅4=6416 \cdot 4 = 64 раза.

Почитать и посмотреть

Начать подготовку