關於宇宙速度和衛星變軌問題,衛星變軌問題 按理說軌道半徑越小速度越大,為什麼衛星加速反而軌道上升???

時間 2022-04-08 13:45:04

1樓:匿名使用者

簡單來說,我是這麼理解的吧,在7.9之內,你最多是環繞地球,超過7.9但不超過11.

2,你就像在地球上拋起一個球,拋起時離開你的手,但很快又被引力吸了回來,而到達11.2時,就吸不回來了,這時就是相對太陽引力來說了。這有個圖,一看就明白:

速度v在11.2和7.9之間,軌道是橢圓的,如果不持續加速,那麼還是會回到7.9這個速度來。

2樓:

環繞速度就是第一宇宙速度。之所以稱7.9是最大環繞速度,是因為7.

9的時候衛星等於是貼在地面飛行的,這時地球與衛星之間的萬有引力達到最大,所提供的向心力達到最大,而轉動半徑是最小的,因此有了最大的線速度。 那麼大於7.9小於11.

2時會出現什麼情況呢?以這個初速度發射時衛星的高度會增加,但是當衛星穩定在軌道上之後速度一定小於7.9,原因很簡單,從f=m*v^2/r這個公式中就能看出,向心力減小,半徑增大,線速度必然減小。

樓主可能是認為發射衛星之後,衛星就以這個恆定速度運動,其實不是的,發射過程中衛星的速度不斷地在改變,只是為了使衛星達到更高的軌道,初速度才會變大。這裡可以參考引力勢能這一概念。 以上說明基於衛星環繞地球時做勻速圓周運動這一條件。

不知樓主明白否?

衛星變軌問題:按理說軌道半徑越小速度越大,為什麼衛星加速反而軌道上升???

3樓:匿名使用者

你想的是對的。

所謂「按理說軌道半徑越小,速度越大」,是第一宇宙速度的計算公式得出的結論,也就是「向心力=萬有引力」:

變形得出:r·v^2=gm。可以看出,gm是個常數,半徑r和速度v的平方成反比。

所以半徑越大(離地面越高),需要維持圓周運動的速度越小。比如因為空氣阻力的原因,衛星至少要發射到離地150km的高度上,那個高度的圓周運動線速度只有7815 m/s,低於第一宇宙速度7,91 km/s。

當我們計算第二宇宙速度(逃逸速度)時,就不能用這個公式,而要考慮能量。衛星逃逸時的動能,要至少等於地球質量場的勢能,即:

這個式子裡的r如果是地球半徑,那麼v2就是第二宇宙速度:「從地球表面發射衛星,使之最終脫離地球軌道」的最小速度。而上述的第一宇宙速度,則是「從地球表面發射衛星,使之能繞地球旋轉而不掉落的最低速度」。

假如地球表面沒有空氣,且是光滑的球體,那麼只要用第一宇宙速度,把衛星水平射出,就可以貼地飛行了。

變軌過程一定要從能量角度考慮。在軌衛星要想升軌,必須脫離原來的引力等於向心力的平衡狀態,克服地球引力做功。所以升高軌道是必須要加速的。

而到達一定高度之後,則要減速,因為根據第一條公式得出的結論,半徑越大,「必需的」維持圓周運動的速度越小,為了重新達到力的平衡,則需要減速。最終在高軌道的平衡狀態的線速度,比低軌道時的速度要小。

無論是引力向心力平衡公式,還是動能勢能平衡公式,都是平衡態、靜態時的關係式。變軌的過程是動態的。變軌的過程,其實是在短時間內軌道高度r變化不大的時候,首先打破能量和力的平衡,也就是提高或降低飛行器的速度v。

提高速度v,「向心力(離心力)」和「動能」就增大,在軌道高度r尚未發生大變化的情況下,力和能量的平衡被打破,飛行器向更高的軌道飛行。反之,降低速度v,其「向心力(離心力)」和「動能」減小,飛行器就會向低軌道轉移。公式裡也可以看出,並不是v和r成比例,而是v的平方和r成比例。

和r比起來,v的變化對向心力mv^2/r以及動能mv^2/2的影響要快。

這也是為什麼要發展空間站和月球基地的原因。月球引力小,且沒有空氣阻力,發射火箭需要的初速度和能量都小得多。而從空間站上發射衛星和飛船,因為軌道高(r大),需要克服的勢能gmm/r就要比地面小,而且沒有大氣影響,自然更節省燃料。

4樓:洞庭水畔天下樓

衛星在軌道上執行時,引力提供向心力,gmm/r^2=mv^2/r,速度v增大時,gmm/r^2

5樓:匿名使用者

你說的軌道半徑小速度大是指的在地球引力的情況下,物體做勻速圓周運動的速度。現在衛星明顯是有噴氣加速度的,是外力作用的。

6樓:海角天涯

半徑越小速度越大是指穩定後圓周軌道的半徑,加速之後衛星由圓形軌道進入橢圓軌道,之後再由橢圓軌道進入圓形軌道,這時候的半徑變大速度變小,

因此並不矛盾,軌道半徑越小速度越大是指,一個穩定的狀態

衛星變軌問題

7樓:meizhende青哥

首先,繞地做勻速圓周運動的條件是萬有引力等於向心力mv^2 / r。

當v增大時,衛星所需要的向心力也會增大,但萬有引力卻沒增大,這樣就不足以維持勻速圓周運動了,而做離心運動,所以半徑變大。反之則反。

不能滿足勻速圓周運動,自然就做橢圓運動了。

如何比較衛星變軌問題中的幾個速度大小

8樓:moon一輪明月

開普勒三大定律+能量守恆

9樓:蒼茫中的塵埃

隨著我國「神舟」號宇宙飛船的五次發射和**成功,宇宙飛船和人造地球衛星問題再度成為中學物理教學的一個亮點,相信它也將成為「3+x」高考的一個熱點。筆者在教學過程中發現,很多學生對衛星的變軌問題認識比較模糊,特別是對變軌時涉及到的幾個速度大小區分不清。本文就如何區分這幾個速度大小問題作深入分析。

如圖1所示,發射地球同步衛星時,先將衛星發射到近地圓軌道1,然後經點火使其沿橢圓軌道2運動,最後再次點火將衛星送入同步圓軌道3。其中,軌道1、2相切於a點,軌道2、3相切於b點。質量為m的人造衛星在軌道1上執行時,軌道半徑的r1,速率為v1;在軌道3上執行時,速率為v3,軌道半徑為r3。

衛星若要從軌道1到軌道3上執行,必須經過兩次變軌,第一次從圓軌道1變到橢圓軌道2上;第二次是從橢圓軌道2變到圓軌道3上。設衛星在橢圓軌道2上執行到a、b兩點時的速率分別為va、vb。

衛星變軌問題:按理說軌道半徑越小速度越大,為什麼衛星加速反而軌道上升???

10樓:匿名使用者

因為衛星變軌實際上就是擴大圓周運動半徑,也就是做離心運動,若衛星加速,引力不足以提供向心力的時候,衛星就會做離心運動,到達更高的軌道,但是想要在軌道穩定執行下去,衛星在到達軌道後就需要減速,不然不能穩定在高軌道做勻速圓周運動

11樓:匿名使用者

因為越高機械能越大,所以加速高度增大

12樓:匿名使用者

衛星是指在圍繞一顆行星軌道並按閉合軌道做週期性執行的天然天體,人造衛星一般亦可稱為衛星。人造衛星是由人類建造,以太空飛行載具如火箭、太空梭等發射到太空中,像天然衛星一樣環繞地球或其它行星的裝置。往往氣體行星的衛星都很多。

衛星是環繞一顆行星按閉合軌道做週期性執行的天體。不過,如果兩個天體質量相當,它們所形成的系統一般稱為雙行星系統,而不是一顆行星和一顆天然衛星。通常,兩個天體的質量中心都處於行星之內。

因此,有天文學家認為冥王星與冥衛一應該歸類為雙行星,但2023年發現兩顆新的冥衛,又使問題複雜起來。

月球就是最明顯的天然衛星的例子。在太陽系裡,除水星和金星外,其他行星都有天然衛星。太陽系已知的天然衛星總數(包括構成行星環的較大的碎塊)至少有160顆。

天然衛星是指環繞行星運轉的星球,而行星又環繞著恆星運轉。就比如在太陽系中,太陽是恆星,我們地球及其它行星環繞太陽運轉,月亮、土衛

一、天衛一等星球則環繞著地球及其它行星運轉,這些星球就叫做行星的天然衛星。土星的衛星第二多,已知62顆。木星的天然衛星最多,其中63顆已得到確認,至少有6顆尚待證實。

天然衛星的大小不一,彼此差別很大。其中一些直徑只有幾千米大,例如,火星的兩個小月亮,還有木星,土星,天王星外圍的一些小衛星。還有幾個卻比水星還大,例如,土衛

六、木衛三和木衛四,它們的直徑都超過5200千米。

太陽系內最大的衛星(超過3000公里)包括地球的衛星月球、木星的伽利略衛星木衛一(埃歐)、木衛二(歐羅巴)、木衛三(蓋尼米德)、木衛四(卡利斯多)、土星的衛星土衛六(泰坦),以及海王星的衛星海衛一(特里同)。更小的衛星參見各個相關行星條目。

這裡是以直徑和所環繞星體劃分的一個太陽系衛星分類表,最右一列也列出了部分的小行星,行星及柯伊伯帶天體用於對比。由於**空間有限,凡中文名超過三字的衛星均以數字表示,中文名三字及以下的按正式命名列出。

希望我能幫助你解疑釋惑。

衛星變軌問題:按理說軌道半徑越小速度越大,為什麼衛星加速反而軌道上升???

13樓:星際是我

對,衛星的半徑越小,受地球的引力越大,執行速度也就越高,在這個速度的基礎上,再加速,就會產生逃逸,也就是變軌,當衛星逃逸到理想的高度,在把速度降到新高度需要的速度,變軌就算成功了,真心在幫你期待採納,

14樓:匿名使用者

因為越高機械能越大,所以加速高度增大。

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