Quỹ đạo tròn & Tốc độ quỹ đạo

1 · Dự đoán

Nếu bạn đặt vệ tinh vào một quỹ đạo tròn lớn hơn thì tốc độ quỹ đạo mà nó cần để duy trì trên quỹ đạo đó sẽ thay đổi như thế nào?

• Quỹ đạo rộng hơn cần tốc độ nhanh hơn
• Tốc độ là như nhau ở mọi bán kính
• Quỹ đạo rộng hơn cần tốc độ chậm hơn

2 · Thiết lập

1. Mở mô phỏng quỹ đạo tròn và nhấn Reset.
2. Kích hoạt đầu dò bán kính (r) và đọc độ lệch tâm (e) và bật đầu dò tốc độ.
3. Đối với mỗi bán kính bên dưới, hãy phóng vệ tinh theo phương tiếp tuyến, nhấn Play và - khi e ổn định gần 0 (một vòng tròn thực) - ghi lại tốc độ quỹ đạo của nó.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ vận tốc quỹ đạo v (trục y) theo bán kính quỹ đạo r (trục x). Sau đó vẽ v theo 1/√r và mô tả đường thẳng nào là đường thẳng.

4 · Phân tích

1. Hãy trình bày công việc tính toán của bạn v = √(GM/r) với GM = 40 m³/s² cho một lần thử và so sánh nó với tốc độ bạn đọc từ mô phỏng.
2. Khi bán kính tăng thì tốc độ quỹ đạo tăng hay giảm? Sử dụng các số trong bảng để tranh luận xem v ∝ r, v ∝ 1/r hay v ∝ 1/√r.

5 · Gia hạn

1. Dữ liệu của bạn đã sử dụng vệ tinh nặng 1 kg. Liệu một vệ tinh nặng 2 kg có cần tốc độ quỹ đạo khác ở cùng bán kính không? Giải thích bằng v = √(GM/r) — khối lượng của vệ tinh có xuất hiện trong đó không?
2. Lực hướng tâm ở cột cuối cùng được cung cấp hoàn toàn bởi trọng lực. Giải thích điều gì sẽ xảy ra với quỹ đạo nếu vệ tinh được phóng ở cùng bán kính nhưng nhanh hơn √(GM/r).

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm