Кръгови орбити и орбитална скорост

1 · Предскажи

Ако поставиш спътника в по-голяма кръгова орбита, как ще се промени орбиталната скорост, която му трябва, за да стои на тази окръжност?

• По-широка орбита изисква по-висока скорост
• Скоростта е същата на всеки радиус
• По-широка орбита изисква по-ниска скорост

2 · Постановка

1. Отвори симулацията кръгова орбита и натисни Нулирай.
2. Включи сензора за радиус (r) и показанието за ексцентрицитет (e), и включи сензора за скорост.
3. За всеки радиус долу изстреляй спътника тангенциално, натисни Пусни и — щом e се установи близо до 0 (истинска окръжност) — запиши орбиталната му скорост.

3 · Събери данни

Чертай орбиталната скорост v (ос y) спрямо орбиталния радиус r (ос x). После чертай v спрямо 1/√r и опиши коя от двете е права линия.

4 · Анализирай

1. Покажи сметката си за v = √(GM/r) с GM = 40 m³/s² за един опит и сравни със скоростта, прочетена от симулацията.
2. С нарастване на радиуса орбиталната скорост расте или пада? Ползвай числа от таблицата си, за да аргументираш дали v ∝ r, v ∝ 1/r или v ∝ 1/√r.

5 · Надгради

1. Данните ти ползваха спътник 1 kg. Щеше ли спътник 2 kg да има нужда от различна орбитална скорост на същия радиус? Обясни с v = √(GM/r) — появява ли се собствената маса на спътника в нея?
2. Центростремителната сила в последната колона се доставя изцяло от гравитацията. Обясни какво би станало с орбитата, ако спътникът беше изстрелян на същия радиус, но по-бързо от √(GM/r).

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат