1 kecepatan ruang sama dengan km s. Kehidupan dengan nama-nama yang indah

Kecepatan kosmik pertama (kecepatan melingkar)- kecepatan minimum yang harus diberikan kepada suatu objek untuk memasukkannya ke dalam orbit geosentris. Dengan kata lain, kecepatan kosmik pertama adalah kecepatan minimum di mana benda yang bergerak horizontal di atas permukaan planet tidak akan jatuh di atasnya, tetapi akan bergerak dalam orbit melingkar.

Perhitungan dan pemahaman

Dalam kerangka acuan inersia, hanya satu gaya yang akan bekerja pada objek yang bergerak dalam orbit melingkar di sekitar Bumi - gaya gravitasi Bumi. Dalam hal ini, gerakan benda tidak akan seragam atau dipercepat secara seragam. Hal ini terjadi karena kecepatan dan percepatan (nilainya bukan skalar, tetapi vektor) dalam hal ini tidak memenuhi kondisi keseragaman / percepatan seragam - yaitu, gerakan dengan kecepatan konstan (dalam besaran dan arah) / percepatan. Memang, vektor kecepatan akan terus-menerus diarahkan secara tangensial ke permukaan bumi, dan vektor percepatan akan tegak lurus terhadapnya ke pusat Bumi, sementara ketika mereka bergerak di sepanjang orbit, vektor-vektor ini akan terus-menerus mengubah arahnya. Oleh karena itu, dalam kerangka acuan inersia, gerakan seperti itu sering disebut "gerakan sepanjang orbit melingkar dengan konstanta" modulo kecepatan."

Seringkali, untuk kenyamanan menghitung kecepatan kosmik pertama, mereka beralih ke pertimbangan gerakan ini dalam kerangka referensi non-inersia - relatif terhadap Bumi. Dalam hal ini, objek di orbit akan diam, karena dua gaya sudah bekerja padanya: gaya sentrifugal dan gaya gravitasi. Dengan demikian, untuk menghitung kecepatan kosmik pertama, perlu untuk mempertimbangkan kesetaraan gaya-gaya ini.

Lebih tepatnya, satu gaya bekerja pada tubuh - gaya gravitasi. Gaya sentrifugal bekerja di bumi. Gaya sentripetal yang dihitung dari kondisi gerak rotasi sama dengan gaya gravitasi. Kecepatan dihitung berdasarkan persamaan gaya-gaya ini.

$m\frac(v_1^2)(R)=G\frac(Mm)(R^2)$ , $v_1=\sqrt(G\frac(M)(R))$ ,

di mana m adalah massa benda, M adalah massa planet, G- konstanta gravitasi, $v_1$ - kecepatan kosmik pertama, R adalah jari-jari planet. Mengganti nilai numerik (untuk Bumi M= 5,97 10 24 kg, R= 6371 km), kami menemukan

$v_1\perkiraan$ 7,9 km/dtk

Kecepatan lepas pertama dapat ditentukan dalam hal percepatan jatuh bebas. Sejauh $g = \frac(GM)(R^2)$ , kemudian

$v_1=\sqrt(gR)$ .

Lihat juga

Tulis ulasan pada artikel "Kecepatan kosmik pertama"

Tautan



Hukum dan tugas

Bola surgawi

Parameter orbit

Gerakan benda angkasa

Astrodinamika

Penerbangan luar angkasa

orbit SC

Kutipan yang mencirikan kecepatan kosmik pertama

Dan dia kembali menoleh ke Pierre.
"Sergey Kuzmich, dari semua sisi," katanya, membuka kancing atas rompinya.
Pierre tersenyum, tetapi jelas dari senyumnya bahwa dia mengerti bahwa bukan anekdot Sergei Kuzmich yang menarik perhatian Pangeran Vasily pada waktu itu; dan Pangeran Vasily menyadari bahwa Pierre memahami hal ini. Pangeran Vasily tiba-tiba menggumamkan sesuatu dan pergi. Bagi Pierre, bahkan Pangeran Vasily merasa malu. Melihat rasa malu lelaki tua di dunia ini menyentuh Pierre; dia kembali menatap Helen - dan dia tampak malu dan berkata dengan tatapan: "Yah, kamu sendiri yang harus disalahkan."
"Saya pasti harus melangkah, tetapi saya tidak bisa, saya tidak bisa," pikir Pierre, dan berbicara lagi tentang orang luar, tentang Sergei Kuzmich, menanyakan apa isi anekdot ini, karena dia tidak menangkapnya. Helen menjawab dengan senyum yang dia juga tidak tahu.
Ketika Pangeran Vasily memasuki ruang tamu, sang putri berbicara dengan tenang kepada wanita tua itu tentang Pierre.
- Tentu saja, c "est un parti tres brillant, mais le bonheur, ma chere ... - Les Marieiages se font dans les cieux, [Tentu saja, ini pesta yang sangat brilian, tetapi kebahagiaan, sayangku ... - Pernikahan dibuat di surga,] - jawab wanita tua.
Pangeran Vasily, seolah tidak mendengarkan para wanita, pergi ke sudut yang jauh dan duduk di sofa. Dia menutup matanya dan sepertinya tertidur. Kepalanya hampir jatuh, dan dia bangun.
- Aline, - katanya kepada istrinya, - allez voir ce qu "ils font. [Alina, lihat apa yang mereka lakukan.]
Sang putri naik ke pintu, berjalan melewatinya dengan sikap acuh tak acuh yang signifikan, dan mengintip ke ruang tamu. Pierre dan Helen juga duduk dan berbicara.
“Sama-sama,” jawabnya pada suaminya.
Pangeran Vasily mengerutkan kening, mengerutkan mulutnya ke samping, pipinya melompat-lompat dengan ekspresi tidak menyenangkan dan kasar yang biasa; Sambil mengguncang dirinya sendiri, dia bangkit, melemparkan kepalanya ke belakang, dan dengan langkah tegas, melewati para wanita, pergi ke ruang tamu kecil. Dengan langkah cepat, dia dengan gembira mendekati Pierre. Wajah sang pangeran sangat khusyuk sehingga Pierre berdiri ketakutan ketika dia melihatnya.
- Terima kasih Tuhan! - dia berkata. Istri saya menceritakan semuanya! - Dia memeluk Pierre dengan satu tangan, putrinya dengan yang lain. - Temanku Lelya! Saya sangat, sangat senang. - Suaranya bergetar. - Aku mencintai ayahmu ... dan dia akan menjadi istri yang baik untukmu ... Tuhan memberkatimu! ...
Dia memeluk putrinya, sekali lagi Pierre dan menciumnya dengan mulut yang berbau busuk. Air mata benar-benar membasahi pipinya.
"Putri, kemarilah," teriaknya.
Sang putri keluar dan menangis juga. Wanita tua itu juga menyeka dirinya dengan sapu tangan. Pierre dicium, dan beberapa kali dia mencium tangan Helen yang cantik. Setelah beberapa saat mereka ditinggalkan sendirian lagi.
"Semua ini seharusnya begitu dan tidak mungkin sebaliknya," pikir Pierre, "karena itu, tidak ada yang perlu ditanyakan, apakah itu baik atau buruk? Bagus, karena pasti, dan tidak ada keraguan sebelumnya yang menyakitkan. Pierre diam-diam memegang tangan mempelai wanita dan memandangi payudaranya yang indah naik turun.

Sejak zaman kuno, orang telah tertarik pada masalah struktur dunia. Kembali pada abad ke-3 SM Filsuf Yunani Aristarchus dari Samos mengungkapkan gagasan bahwa Bumi berputar mengelilingi Matahari, dan mencoba menghitung jarak dan ukuran Matahari dan Bumi dari posisi Bulan. Karena alat pembuktian Aristarchus dari Samos tidak sempurna, mayoritas tetap menjadi pendukung sistem geosentris dunia Pythagoras.
Hampir dua milenium telah berlalu, dan astronom Polandia Nicolaus Copernicus menjadi tertarik pada gagasan tentang struktur heliosentris dunia. Dia meninggal pada tahun 1543, dan segera karya hidupnya diterbitkan oleh murid-muridnya. Model dan tabel posisi benda angkasa Copernicus, berdasarkan sistem heliosentris, jauh lebih akurat mencerminkan keadaan.
Setengah abad kemudian, matematikawan Jerman Johannes Kepler, menggunakan catatan teliti astronom Denmark Tycho Brahe pada pengamatan benda langit, menyimpulkan hukum gerak planet, yang menghilangkan ketidakakuratan model Copernicus.
Akhir abad ke-17 ditandai dengan karya ilmuwan besar Inggris Isaac Newton. Hukum mekanika dan gravitasi Newton diperluas dan diberikan latar belakang teori rumus yang diturunkan dari pengamatan oleh Kepler.
Akhirnya, pada tahun 1921, Albert Einstein mengusulkan teori umum relativitas, yang paling akurat menggambarkan mekanisme benda langit saat ini. Rumus Newton tentang mekanika klasik dan teori gravitasi masih dapat digunakan untuk beberapa perhitungan yang tidak memerlukan ketelitian tinggi dan di mana efek relativistik dapat diabaikan.

Berkat Newton dan pendahulunya, kita dapat menghitung:

berapa kecepatan yang harus dimiliki benda untuk mempertahankan orbit tertentu ( kecepatan ruang pertama)
dengan kecepatan berapakah benda tersebut harus bergerak agar dapat mengatasi gravitasi planet dan menjadi satelit bintang ( kecepatan lepas kedua)
kecepatan lepas minimum yang diperlukan untuk sistem planet ( kecepatan ruang ketiga)

"Gerakan seragam dan tidak rata" - t 2. Gerakan tidak rata. Yablonevka. L 1. Seragam dan. L2. t 1. L3. Chistoozernoe. t 3. Gerakan seragam. =.

"Gerakan lengkung" - Percepatan sentripetal. SERAGAM GERAKAN TUBUH DALAM LINGKARAN Ada : - gerak lengkung dengan kecepatan modulo konstan; - gerakan dengan percepatan, tk. kecepatan berubah arah. Arah percepatan dan kecepatan sentripetal. Pergerakan suatu titik dalam lingkaran. Gerakan tubuh dalam lingkaran dengan kecepatan modulo konstan.

"Pergerakan benda di pesawat" - Perkirakan nilai yang diperoleh dari jumlah yang tidak diketahui. Substitusi data numerik dalam solusi pandangan umum, lakukan perhitungan. Buat gambar, yang menggambarkan tubuh yang berinteraksi di atasnya. Lakukan analisis interaksi tubuh. Ftr. Gerakan tubuh bersama bidang miring tanpa gaya gesekan. Mempelajari gerak suatu benda pada bidang miring.

"Dukungan dan gerakan" - Untuk kami Ambulans membawa pasien. Ramping, berbahu bulat, kuat, kuat, gemuk, kikuk, gesit, pucat. situasi permainan"Dewan Dokter". Tidur di tempat tidur yang keras dengan bantal rendah. Dukungan tubuh dan gerakan. Aturan untuk mempertahankan postur yang benar. Postur tubuh yang benar saat berdiri. Tulang anak-anak lembut dan elastis.

"Kecepatan Luar Angkasa" - V1. Uni Soviet. Jadi. 12 April 1961 Pesan untuk peradaban luar angkasa. Kecepatan kosmik ketiga. Di papan Voyager 2 adalah disk dengan informasi ilmiah. Perhitungan kecepatan kosmik pertama di permukaan bumi. Penerbangan berawak pertama ke luar angkasa. Lintasan Voyager 1. Lintasan pergerakan benda yang bergerak dengan kecepatan rendah.

"Dinamika tubuh" - Apa dasar dari dinamika? Dinamika adalah cabang mekanika yang mempertimbangkan penyebab pergerakan benda (titik material). Hukum Newton hanya berlaku untuk sistem inersia referensi. Kerangka acuan di mana hukum pertama Newton dipenuhi disebut inersia. Dinamika. Apa kerangka acuan untuk hukum Newton?

Total ada 20 presentasi dalam topik

« Fisika - Kelas 10 "

Untuk memecahkan masalah, Anda perlu mengetahui hukum gravitasi universal, hukum Newton, serta hubungan antara kecepatan linier benda dan periode revolusi mereka di sekitar planet. Perhatikan bahwa radius lintasan satelit selalu diukur dari pusat planet.

Tugas 1.

Hitung kecepatan lepas pertama Matahari. Massa Matahari adalah 2 10 30 kg, diameter Matahari 1,4 10 9 m.

Keputusan.

Satelit bergerak mengelilingi Matahari di bawah pengaruh satu gaya - gaya gravitasi. Menurut hukum kedua Newton, kita menulis:

Dari persamaan ini, kita menentukan kecepatan luar angkasa pertama, yaitu kecepatan minimum yang harus ditempuh sebuah benda dari permukaan Matahari agar dapat menjadi satelitnya:

Tugas 2.

Sebuah satelit bergerak mengelilingi planet pada jarak 200 km dari permukaannya dengan kecepatan 4 km/s. Tentukan kerapatan planet jika jari-jarinya sama dengan dua jari-jari Bumi (R pl \u003d 2R 3).

Keputusan.

Planet-planet berbentuk bola yang volumenya dapat dihitung dengan rumus massa jenis planet

Tentukan jarak rata-rata Saturnus ke Matahari jika periode revolusi Saturnus mengelilingi Matahari adalah 29,5 tahun. Massa Matahari adalah 2 10 30 kg.

Keputusan.

Kami percaya bahwa Saturnus bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit melingkar. Kemudian, menurut hukum kedua Newton, kami menulis:

di mana m adalah massa Saturnus, r adalah jarak Saturnus ke Matahari, M c adalah massa Matahari.

Periode orbit Saturnus dari sini

Mensubstitusikan ekspresi untuk kecepatan ke dalam persamaan (4), kita memperoleh

Dari persamaan terakhir, kami menentukan jarak yang diinginkan dari Saturnus ke Matahari:

Dibandingkan dengan data tabular, kami akan memastikan bahwa nilai yang ditemukan benar.

Sumber: "Fisika - Kelas 10", 2014, buku teks Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky

Dinamika - Fisika, buku teks untuk kelas 10 - Fisika kelas

Terjebak oleh gravitasi

Bumi adalah rumah umat manusia, tempat lahirnya. Tapi sampai saat ini, dia juga penjara bawah tanahnya. Kekuatan yang membentuk penampilannya - gaya gravitasi menahan seseorang di planet ini dan tidak memberinya kesempatan untuk pergi ke dunia yang bersinar di atas kepalanya. Kecepatan kosmik pertama hingga baru-baru ini tidak mungkin tercapai baginya.

Hukum yang tak terhindarkan

Jika Anda melempar batu dengan keras, maka kecepatannya tidak akan cukup untuk mengatasi gravitasi bumi, dan pada akhirnya akan menariknya ke arah dirinya sendiri. Namun, semakin keras Anda melempar batu imajiner, semakin besar kecepatannya, dan semakin seimbang gaya gravitasinya. Akhirnya, saatnya akan tiba ketika batu itu akan mulai jatuh tanpa henti ke Bumi - ia akan mencapai kecepatan kosmik pertama. Ini dapat dijelaskan dengan menempelkan beban pada tali dan memutarnya di sekitar keliling. Tali akan memainkan peran gravitasi, menjaga beban agar tidak bergerak dalam garis lurus dan menyebabkannya bergerak dalam lingkaran yang berpusat pada tangan yang memegang tali.

Dalam musim gugur yang tak berujung

Karena benda langit memiliki massa dan kepadatan yang berbeda, kecepatan kosmik pertama di permukaan masing-masing benda akan berbeda. Ini hanya dihitung sebagai akar kuadrat dari produk percepatan jatuh bebas dan jari-jari benda angkasa. Untuk Bumi, kecepatan minimum di mana sebuah benda mulai bergerak dalam orbit di sekitarnya adalah permukaan bumi adalah 7,9 km/s. Bagaimana lebih tinggi di atas Bumi, semakin sedikit kecepatan ini. Dalam kejatuhan tanpa akhir, berat badan dan semua benda di atasnya atau di dalamnya nol; mereka mengatakan bahwa keadaan tanpa bobot terjadi. Dalam hal ini, bagaimanapun, massa benda tetap tidak berubah.

Pembebasan dengan roket

Hingga pertengahan 1950-an, baik kekuatan otot seseorang, maupun energi hewan, uap, atau mesin pembakaran internal tidak dapat membubarkan kendaraan yang dikendarai oleh mereka dengan kecepatan yang sesuai. Namun, pada akhir abad ke-19, penemu Rusia dan ilmuwan otodidak Konstantin Tsiolkovsky secara matematis membuktikan bahwa kecepatan luar angkasa pertama dari penerbangan orbital dapat dicapai oleh pesawat yang menggunakan propulsi jet, yaitu roket. Semakin kuat mesinnya, daripada bahan bakar yang lebih baik dan semakin ringan desainnya, semakin tinggi kecepatan yang dapat dicapai.

Di luar angkasa...

Untuk pertama kalinya dalam sejarah umat manusia, kecepatan kosmik pertama dilaporkan ke satelit paling sederhana antarbenua rudal balistik R-7, dibuat di Uni Soviet. Hari peluncuran satelit pertama - 4 Oktober 1957 - dianggap sebagai hari pertama Zaman Antariksa kemanusiaan. Sampai saat ini, ada lebih dari 10.000 pesawat ruang angkasa aktif dan non-operasi, tahap roket, rakitan dan bagian, serta puing-puing ruang di orbit dekat Bumi. Berat satelit terkecil hampir mencapai 10 kg, berat terbesar - Internasional Stasiun ruang angkasa- melebihi 417 ton.

...dan di luar angkasa

Jika kita meningkatkan kecepatan orbit hingga elips tertutup dari orbit dekat Bumi menjadi parabola atau hiperbola terhadap Bumi, maka pesawat luar angkasa akan memperoleh kecepatan kosmik kedua, identik dengan kecepatan planet dan benda langit lainnya yang bergerak mengelilingi Matahari. Dalam hal ini, pesawat ruang angkasa akan pergi ke orbit satelit buatan Matahari. Peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan akan melebihi tarikan gravitasi bintang kita, dan pesawat ruang angkasa, setelah memperoleh kecepatan ruang ketiga, akan melakukan perjalanan antarbintang, berputar di sekitar pusat galaksi Bima Sakti kita.