Gravitacijsko oslobađanje — bijeg od središnje mase

1 · Predviđanje

Satelit je lansiran bočno pokraj središnje mase tek iznad brzine oslobađanja za svoju udaljenost. Slijeće li natrag u orbitu, kruži zauvijek ili odlazi i nikad se ne vraća?

• Bježi — njegova udaljenost stalno raste i nikad se ne vraća.
• Smiruje se u zatvorenu orbitu oko središnje mase.
• Usporava, okreće se i pada natrag prema središnjoj masi.

2 · Postava

1. Otvori postav Gravitacijsko oslobađanje i pritisni Resetiraj. Zabilježi parametar središnje mase GM i početnu udaljenost satelita r od središta.
2. Potvrdi da je sonda brzine pričvršćena na satelit — javlja brzinu satelita u odnosu na središnju masu u m/s.
3. Za svaki pokušaj dolje postavi GM i udaljenost lansiranja r na navedene vrijednosti, pritisni Pokreni i zabilježi brzinu satelita u trenutku lansiranja.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj izmjerena brzinu lansiranja v (y-os) naspram izračunate brzine oslobađanja v_esc (x-os) za svoja tri pokušaja. Opiši crtu i procijeni njezin nagib.

4 · Analiza

1. Za svaki redak podijeli izmjerenu brzinu lansiranja v izračunatom brzinom oslobađanja v_esc. Što primjećuješ o tom omjeru kroz sva tri pokušaja i što ti omjer veći od 1 govori bježi li satelit?
2. Specifična orbitalna energija je ε = v²/2 − GM/r. Izračunaj ε za svoj prvi pokušaj koristeći izmjerenu brzinu lansiranja. Pokaži da je pozitivna i objasni zašto pozitivan ε znači da je satelit nevezan.

5 · Proširenje

1. Predvidi kojom putanjom bi satelit išao kad bi bio lansiran točno brzinom oslobađanja (omjer = 1.00) umjesto 1.08×. Bi li se ikad stvarno zaustavio i na kojoj udaljenosti? Objasni koristeći ε.
2. Pravi svemirski brod lansiran s površine planeta mora probiti i atmosferski otpor prije nego dosegne svemir. Bi li to učinilo stvarno potrebnom brzinu za bijeg većom ili manjom od idealnog v_esc = √(2GM/r) izračunatog ovdje? Zašto?

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis