Космические скорости

Вес.

Движение планет в солнечной системе.

Греческий ученый, Клавдий Птоломей считал, что в центре Мироздания находится Земля, и для объяснения петлеобразного движения планет предположил, что каждая из планет движется по малому кругу, центр которого вращается равномерно вокруг Земли. Эта геоцентрическая система господствовала в физике полторы тысячи лет. Только в начале XVI века польский исследователь Николай Коперник предложил гелиоцентрическую систему, в которой Земля была рядовой планетой солнечной системы. На основе взглядов Коперника, в XVII веке Иоган Кеплер установил законы движения планет.

Законы Кеплера.

1. Планеты обращаются вокруг Солнца по плоским кривым, представляющим собой эллипсы, в одном из фокусов которых находится Солнце.

2. Радиус вектор данной планеты за равные времена описывает равные площади.

3. Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит.

Таким образом, в результате взаимного притяжения планет и Солнца система не распадается, а является локализованной в пространстве системой.

Совершенно аналогично Луна удерживается вблизи Земли. Она постоянно находится в состоянии падении на Землю и движения вдоль орбиты. Падая на Землю, она постоянно промахивается. Интересен тот факт, что угловая скорость вращения Луны вокруг своей оси с высокой степенью точности совпадает с угловой скоростью ее вращения вокруг Земли, вследствие чего она обращена к Земле всегда одной стороной.

Вес , представляет собой силу, с которой тело давит на опору или действует на подвес.

В поле тяжести Земли , если опора или подвес находятся в покое или движутся равномерно и прямолинейно. При ускоренном движении опоры или точки подвеса вдоль прямой действия силы тяготения вес будет определяться величиной - при движении вверх – вес будет увеличиваться, при движении вниз – уменьшаться. Если и движение вниз, то наступает состояние невесомости.

Еще один фактор влияет на вес тела в поле тяжести Земли – это ее суточное вращение, которое сопровождается действием центробежной силы, уменьшающий вес тела на величину , где - тангенциальная скорость вращения Земли в месте нахождения тела. Вес тела на экваторе меньше, чем на полюсе.

Ускорение свободного падения

Сравним два выражения: и . Предположим, что - масса тела, находящегося в поле действия планеты, например, Земли, масса которой . Видно, что в этом случае

.

Итак, ускорение свободного падения зависит от расстояния до центра Земли и не зависит от массы тела.

I – космическая скорость () - это скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно могло совершать круговое движение вокруг Земли. Условием движения тела по круговой орбите вокруг Земли является равенство силы тяготения и центробежной силы:

.

Отсюда следует, что для этого тело должно обладать скоростью

,

величина которой составляет примерно .

II космическая скорость ()- это скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно порвало связь с полем тяготения Земли. Условием этого является равенство энергий:

.

Отсюда находим, что для этого тело должно обладать скоростью

,

величина которой для Земли составляет .

Дата добавления: 2014-01-05