1樓:筒隱陸奧
鑑於你問出的問題,推測你還沒學高中物理按照高中知識說明
力量的源泉
資料與公式
勻速圓周運動向心加速度大小計算公式
考慮到題主可能還沒學高中物理,引入乙個加速度(符號 )概念
簡單理解為單位時間內速度的變化量 ,加速度是乙個有方向的向量
根據牛頓第二定律:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,且與物體質量的倒數成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同
這是乙個向量表示式,加速度和合力的方向始終保持一致
聯絡前面的萬有引力公式乙個物體受到另乙個物體的萬有引力產生的加速度
為萬有引力常數 為施力物體質量 R為兩物體間的距離
你在初中應該學過物體的慣性,物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質,稱為慣性
聯絡上文,你應該明白力不是維持物體運動的原因,力是改變物體運動狀態的原因,這裡的運動狀態指的可以是速度大小與方向
勻速圓周運動的速度大小不變,但運動方向時刻改變,根據前人的研究做勻速圓周運動的物體受到的加速度指向圓心,大小計算公式上面已給出其中 為角速度,簡單理解成單位時間轉過的角度
將距地心距離為r的衛星繞地球的運動視為勻速圓周運動,向心加速度由引力加速度提供
有 可得衛星繞地球的線速度 其中 是地球質量
一般認為地面10km以上大氣就十分稀薄,10km對於地球6000多公里的半徑微不足道忽略他,將近地飛行的半徑就視為地球平均半徑
地球同步軌道衛星角速度與地球自轉角速度相同
當然地球不是個均勻的球體,相對論引力與經典引力也有偏差,也有月球太陽乃至其他行星的引力影響,以及高層大氣,太陽風的阻力影響,衛星的軌道是個橢圓
至於地球自轉主要是角動量守恆,形成時的星際塵埃和氣體本身就帶有角動量,坍縮過程中有一部分角動量分給了地球,又由於地球是剛性的,所以會旋轉。具體的研究貌似還非常少和不精確,總之現在能說的就是角動量守恆導致自轉
2樓:人性之惡
衛星在空中才能起到作用~另外離地球越近,受到的萬有引力就越大~繞地飛行的速度就得越大~恰好在地球赤道上空36000公里是個平衡臨界點。。。。
3樓:
我想反問題主,什麼叫:
「一直在糾結為什麼地球同步衛星不在赤道平面上,而是要離地球一段距離(約為地球半徑6倍)呢?」
「不是、而是」 這一對關聯詞總得描述同乙個物件吧?
讀讀上面這句話,彆扭不???
如果題主是想問距離的問題
就算不談物理,首先它離地面總得有個距離吧
如果是五倍你又要問為什麼是五倍,不是四倍不是六倍?
那你希望同步衛星就放在赤道的地面上嗎?
(有空我去赤道上面丟一塊磚試試看能不能浮在空中再來告訴你吧)正經回答一下:
人造衛星在地球外面你怎麼保證它能同步呢?
不會轉得更快或者更慢?不會飛離地球或者砸向地面?
經過物理學的分析與計算,大約是六倍距離的時候衛星可以穩定地和地球同步旋轉。
多了或者少了都不行。
至於怎麼算,自己去看書。
4樓:夜伴青燈
你應該問為什麼地球自轉速度比近地衛星慢得多。答案是如果地球自轉跟近地衛星速度一樣快,你就被甩出地球了,如果再快一點,地球自身都要解體了。
5樓:
還沒到高一吧,到時候就學了,你也可以找人給你提前灌輸一下運動學的基本概念,質點呀、參考係呀、時刻呀、位移呀、瞬時速度呀、加速度呀等,再學學牛頓的運動學三條基本定律,再學力的分解和合成、運動的分解和合成,最後去學萬有引力,你就會明白:星球自轉是依賴於形成時期的碰撞積累的角動量,而衛星公轉只與它所環繞的主星體的質量和自身環繞的圓軌道的半徑有關(環繞軌道可以近似看成是圓形的)。
ps,最好先自學一下微積分初步,這樣理解起物理量就更得心應手了。比如速度是位移在時間上的導數(斜率)、位移是速度在時間上的積分、引力勢能是引力在高度距離上的積分、力做的功是力在距離上的積分等等……
6樓:邱笑陽
這個問題的關鍵就在於,地球的自轉跟萬有引力沒有什麼關係。
第一宇宙速度,也就是近地衛星的執行速度,是可以通過萬有引力定律和圓周運動加速度公式算出來的。但地球自轉的速度是算不出來的,只能通過觀測得到(地理上的「恆星日」和「太陽日」都不是通過計算得到的)。
在赤道表面取乙個土地微元,它除了受萬有引力之外,還受到其他土地對它的支援力。雖然這個微元也是做圓周運動,但它的受力情況比近地衛星複雜的多。(近地衛星只受萬有引力作用)
所以,近地衛星是無法作為同步衛星的,第一宇宙速度比地球自轉快得多。
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