高中物理變軌問題?高中階段的衛(wèi)星變軌過程可以參照這張圖理解:衛(wèi)星從綠色的低軌開始,先在A點加速,使衛(wèi)星進入到紅色的橢圓軌道。橢圓軌道的兩個焦點分別為中心天體和C點。可以看出橢圓的半長軸大于綠色軌道的半徑而小于藍色軌道的半徑。那么,高中物理變軌問題?一起來了解一下吧。
兩個正圓軌道好理解一些。萬有引力提供向心力。GMm/r^2=mv^2/r。半徑越大速度越小,周期越長,角速度越小。大塌
橢圓軌道,
近地點速度大于同高度的圓軌道,此時,萬有引力不足以使衛(wèi)星停留在這個高度上,就被“甩”出去了。用公式來說就是近地點距離地心的距離r1(離地高度h+地球半徑R)小于此處軌道曲率半徑r(是個變量)。然后公式還是GMm/r1^2=mv^2/r。注意此悔凱處兩個r不一樣。
遠地點一樣分析,離地心距離r2大于曲率半徑r。表現(xiàn)為向地球一側下來。同樣的公式為GMm/r2^2=mv^2/r
這樣,就分析出來了各處速度大小。
然后勢能的計算需要積分,萬有引力GMm/r^2對離地心高度r(離地高度h+地球半徑R),進行從r1到r2的定積分。定積分計算出來的結果是GMm(r2-r1)/r1r2。可以理解為mg'h,但是這個g'碧仿喚是不同高度的平均重力加速度,表現(xiàn)為r1和r2兩處加速度的幾何平均數(shù)。
這樣勢能也能算出來。我的計算經(jīng)驗表明,軌道的圈畫得越大,動能+勢能的總機械能越大。
變軌要加基敬速,所以敗并v1小于v2。當速度穩(wěn)定后,以一個穩(wěn)定速度做跟大搏枯慎圓周運動。有公式V=跟號GM/R。可知,v1大于v3。
問題一:可以一直加速也可以點一下火畝仔橋就熄,因為要變軌時克服引力做功
問題二戚戚:不一樣由GMm/r2可知距離不同引力大小不迅猛同
問題三:到了遠地點從橢圓變成圓軌要加速
高中階段我們不考慮除向心塵鎮(zhèn)擾力外還有變外力的圓周運動。所以加速過程只要理解成點一下火就可以了。實際上當然是點火加速了一段時間,可是如果考慮加速的時間的話運動情況就會變得相當復雜,需要使用大學的微積分知識解決。
簡單的可以理解成:加速使飛船獲得更多能量,從而使軌道的半長軸更大。
高中階段的衛(wèi)星變軌過程可以參照這張圖理解:衛(wèi)星從綠色的低軌開始,先在A點加速,使衛(wèi)星進入到紅色的橢圓軌道。橢圓軌道的兩個焦點分別為中心天體和C點。可以看出橢圓的半長軸大于綠色軌道的半徑而小于藍色軌道的半徑。
衛(wèi)星在紅色橢圓軌道運行半個周期后到達遠日點B。再進行第二次加速。使衛(wèi)星的速度恰好能完成在藍色軌道的圓周運動。
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萬有引力大小只和兩個質點的距離有關,顯然在遠日點的引力小一些,根據(jù)開普勒第三定律,它的速度也會慢一些。在旅顫橢圓軌道中距離的派旦大小周期性變化。
衛(wèi)星在近地點變軌減速,速度相較減小。
遠地點反之。
原因孝搏薯:
衛(wèi)星在近地點相當于在做離心運動(你想想什么時候東西不做圓周而會擺脫拉住的力向外飛,衛(wèi)星現(xiàn)在就是這情況,那就是速度太快,所以要減速才會不往外飛(半徑增巧者大可以看做往外飛吧)),注意:變速時勢能無變化(同一高度)。
遠地點也相同:銀漏什么時候物體會向里跑(半徑減小),同理得答案。
以上就是高中物理變軌問題的全部內容,從低軌到高軌是要克服萬有引力做功,所以需要有一個力對物體做正功,而對衛(wèi)星做功是通過噴氣實現(xiàn)的,在低軌上要向高軌運動,所以就要有個外力對它做正功,對它做了正功就會讓他的動能增加,速度變大。