원형 궤도 및 궤도 속도

1 · 예측

위성을 더 큰 원형 궤도에 배치하면 해당 원형에 머무르는 데 필요한 궤도 속도는 어떻게 변합니까?

• 더 넓은 궤도에는 더 빠른 속도가 필요합니다
• 모든 반경에서 속도는 동일합니다.
• 더 넓은 궤도에는 더 느린 속도가 필요합니다

2 · 설정

1. circular-orbit 시뮬레이션을 열고 Reset을 누릅니다.
2. 반경(r) 프로브와 편심(e) 판독값을 활성화하고 속도 프로브를 켭니다.
3. 아래의 각 반경에 대해 위성을 접선 방향으로 발사하고 재생을 누른 다음 e가 0(실제 원)에 가까워지면 궤도 속도를 기록합니다.

3 · 데이터 수집

궤도 속력 v(y축)를 궤도 반지름 r(x축)에 대해 그래프로 그리세요. 그런 다음 v를 1/√r에 대해 그래프로 그리고, 어느 쪽이 직선인지 설명하세요.

4 · 분석

1. 한 번의 시행에 대해 GM = 40 m³/s²를 사용하여 v = √(GM/r)을 계산하는 작업을 보여주고 이를 시뮬레이션에서 읽은 속도와 비교하십시오.
2. 표의 수치로 v ∝ r, v ∝ 1/r, v ∝ 1/√r 중 어느 것인지 판단해 보세요.

5 · 확장

1. 귀하의 데이터는 1kg 위성을 사용했습니다. 2kg 위성이 동일한 반경에서 다른 궤도 속도가 필요합니까? v = √(GM/r)을 사용하여 설명하십시오. 위성 자체의 질량이 여기에 나타납니까?
2. 마지막 열(칼럼)의 구심력은 전적으로 중력이 제공합니다.

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