Находятся в невесомости?
Читатель: Наверное, они находятся очень далеко от Земли, поэтому сила тяжести на них практически не действует, то есть mg = 0.
Автор: Бросьте! Космические станции вращаются вокруг Земли на высоте 300–500 км, а даже на высоте 1000 км gh = 7,3 м/с2! Так что о нуле и речи нет.
Читатель: Как же тогда быть с невесомостью?
Автор: Рассмотрим космонавта, находящегося в кабине космического корабля, который вращается вокруг Земли (рис. 17.6).
На космонавта действует сила тяжести 
, где 
– ускорение свободного падения на данной высоте. Предположим, что на космонавта еще действует сила реакции 
. Под действием этих двух сил и космонавт (вместе с кораблем) движется с ускорением 
, как и всякое свободно падающее тело. Тогда по второму закону Ньютона:
+ = Þ = – = 
.
То есть сила реакции опоры равна нулю, а значит, по третьему закону Ньютона равен нулю и вес космонавта.
И, заметьте, наши рассуждения никак не зависят от направления и величины скорости спутника!
СТОП! Решите самостоятельно: В1, В2, С1, D1.
Задача 18.1. Космический корабль «Союз-12», выведенный на орбиту 27 сентября 1973 г., имел начальный период обращения Т1= = 88,6 мин. После проведенных маневров период обращения стал равным Т2 = 91,0 мин. Как изменилось расстояние до поверхности Земли и скорость движения корабля, если орбиту считать круговой?
| Т1= 88,6 мин » 5,32×103 с Т2 = 91,0 мин » 5,46×103 с | Решение. Спутник движется по окружности под действием одной силы – силы тяготения, поэтому второй |
| Dh = ? Dυ = ? |
закон Ньютона для спутника имеет вид
mgh = mw2r.
Здесь 
– ускорение свободного падения на высоте h; 
– угловая скорость спутника; r = R + h – радиус орбиты спутника. Тогда
, (1)
. (2)
Из (1) и (2) находим (R + h1) и (R + h2):
(R + h1) = 
» 6,602×106 м;
(R + h2) = 
» 6,717×106 м.
Отсюда
=
» 0,115×105 м = 115 км;
м/с.
Ответ: 
115 км; 
–67,6 м/с.
Автор: Как Вы считаете, можно ли запустить космический корабль или спутник таким образом, чтобы с точки зрения земного наблюдателя он неподвижно висел под одной и той же точкой?
Рис. 17.7
| Читатель: Для этого необходимо, чтобы спутник был неподвижен во вращающейся системе отсчета, связанной с земной поверхностью, т.е. он должен иметь такую же угловую скорость (1 оборот в 24 ч), как и Земля. И при этом вращаться он, конечно, должен в том же направлении, что и Земля, т.е. с запада на восток (рис. 17.7). |
Автор: Совершенное верно.
СТОП! Решите самостоятельно: В3, В4, В6.
Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 1631;