Из физики известно, что центростремительное ускорение, которое вызывает центростремительная сила, действующая на тело движущееся по дуге радиуса R (или по окружности такого же радиуса) определяется выражением а=V^2/ R, где а - центростремительное ускорение, V - линейная скорость движения тела по дуге (по окружности), R - радиус дуги (окружности). Для спутника обращающегося вокруг Земли в качестве центростремительной силы выступает сила притяжения Земли и центростремительным ускорением является ускорение свободного падания. Для спутников летящих низко, можно считать что центростремительное ускорение. будет равняться ускорению свободного падения у поверхности Земли. т.е будет равно 9,81 м/с^2. И скорость спутника летящего низко, что бы он не упал, должна равняться корню квадратному из произведения радиуса Земли на ускорение свободного падения у Земли. Т. е. должна равняться корню квадратному из 9.81 * 6371000 = 7905,66 м/с. Данная величина является первой космической скоростью для Земли. Скорость движения спутника, например, на геостационарной орбите находящейся на высоте порядка 36000 км над поверхностью Земли можно определить по той же самой формуле. Только следует учесть, что радиус окружности составит 6371 +36000 = 42371 км = 42371000 м. Учесть следует и то, что на таком удалении от Земли ускорение свободного падения станет меньше. Поскольку изменение силы гравитационного взаимодействия пропорциональна квадрату изменения расстояния до Земли, а это расстояние увеличилось в 42371/6371 = 6,6506... раз, то ускорение свободного падения на геостационарной орбите станет меньше чем у поверхности Земли в 6,6506^2 = 44,23... раза. Таким образом скорость спутника на геостационарной орбите будет равна корню квадратному из 9,81* 42371000/44,23 и будет равна 3065,564... м/с. Отсюда видно, что чем выше спутник тем меньшую линейную скорость он имеет.
Что такое "окружная скорость"? Такого понятия не существует. Есть скорость, выражаемая в градусах (или радианах) в единицу времени. А есть - выражаемая в метрах (км) в секунду (то есть линейная скорость). Если спутники совершают движение с одной угловой скоростью, то очевидно, что линейная скорость больше для более высокого. Если крутить на веревке груз, то чем длиннее веревка, тем больше линейная скорость груза при одинаковой угловой скорости (одинаковом числе оборотов в единицу времени).
По всей вероятности, линейная скорость спутника, летящего по более высокой орбите, будет будет ниже, чем линейная скорость скорость спутника, летящего по более низкой орбите. Или другими словами, чем выше орбита, тем требуемая линейная скорость меньше.
Добавить комментарий