Page 102 -
P. 102

5.4   Космические скорости


               Чем можно объяснить
              ПРОЕКТНАЯ ВЕРСИЯ
               тот факт, что если            Из предыдущих тем мы знаем, что если тело бросить с
               телам дать разную          любой начальной скоростью под любым углом к горизонту,
               начальную скорость,
               как на рисунке 5.17, то    то оно под воздействием силы тяжести будет двигаться по па-
               траектории можно           раболе, ветви которой направлены вниз. Также было сказано,
               взять большие, чем         что при броске тела под  углом от 0 до 90 , можно получить
                                                                                         О
               траектории 1, 2, 3,                                            О
               4, 5, 6, 7, 8? Можно ли    два точных значения (α + β = 90 ) дальности полета.
   Все права принадлежат АОО "Назарбаев Интеллектуальные школы"
               бросить тело так,             Какие понятия мы использовали при описании движения
               чтобы оно не вернулось     тела вдоль горизонта в однородном гравитационном поле?
               на Землю?
                                             Уровень развития современных технологий позволяет че-
                                          ловечеству запускать в космос высокоскоростные спутники.
              КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
                                          На сегодняшний день достигнуты большие результаты в ин-
              ■  космическая скорость     женерных расчетах при запуске спутников. Остановимся на
                                          этом подробнее.
              ■  фокус эллипса
                                             При бросании тела нужно учитывать, что Земля имеет опре-
                                          деленную кривизну поверхности, а ускорение свободного
                                  8                                     →
                              1
                               2          падения непостоянно, т. е.  g ≠const; r=R +h.
                                                                                       3
                                             Каким будет уравнение, составленное с учетом сил, кото-
                                 3
                                          рые действуют на тело, совершающее один полный оборот?
                                 4
                                          Воспользуемся модульной записью второго закона Ньютона
                               5          (рисунки 5.18 а, 5.18 б):
                    7          6
                                                                       mυ  2  =  GMm  ; ,
                                                                         r      r 2
                   Рисунок 5.17.                                             GM
                 Траектории тел,                                       υ =       .                         (5.13)
                 движущихся с                                                 r
                 разной скоростью            Как мы уже знаем, в однородном гравитационном поле
                 вокруг Земли             под воздействием силы тяжести тело движется с ускорением,
                                          направленным к центру Земли. Если  g =          GM   подставить в
                                                                                           r 2
                                          выражение (5.13), то υ можно выразить через g и r=R +h и
                             →                                                                          ж
                              υ           записать его в виде:

                    →                                                  υ = gr � .                          (5.14)
                    F
                                             В выражениях (5.13) и (5.14) скорость была подобрана так,
                                          чтобы траекторией движения тела была окружность. Косми-
                                          ческую скорость иногда называют круговой скоростью. Она
                                          зависит от того, с какой высоты было брошено тело, потому
                   Рисунок 5.18 а.        что в равенстве  r=R +h вместо измерения Земли берутся
                                                                  З
                 Направление              измерения рассматриваемой планеты, также вместо массы
                 скорости и силы          берется масса планеты.
                 тела, движущегося
                 вокруг Земли                Давайте оценим скорость:

              102
   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107