단순한 말로 위성은 로켓을 사용하여 우주로 발사되는 인공 물체입니다. 이 위성은 지구, 달 또는 다른 행성의 궤도에 배치되어 정보를 수집합니다. 세계 최초의 출시 로켓은 소비에트 연방의 Sputnik 1이었습니다. 현재 우주에는 3 천 개가 넘는 활성 위성이 있습니다.
지구의 궤도에 위성이 성공적으로 고정되면 지구의 중력 매력 아래에서 회전하기 시작합니다. 회전 운동으로 인해 운동 에너지를 얻습니다. 또한 지구의 중력장에서 회전하고 있기 때문에 잠재적 에너지도 얻습니다. 우리는 이제 위성이 포함 된이 두 가지 에너지에 대해 광범위하게 논의 할 것입니다. 이 연구에서 총 에너지에 대한 참고 사항에서, 우리는 기준 행성이 지구라고 가정 할 것입니다.
위성의 잠재력 및 운동 에너지
작업 에너지 정리에 따르면, 최종 총 기계 에너지는 시스템의 초기 총 기계 에너지의 합 및 모든 외부 힘에 의해 수행 된 작업의 합과 같습니다. 따라서 이것은 방정식 -
에 의해 설명 될 수 있습니다kei+ pei+ wext =kef+ pef
여기서는 위성의 경우 중력이 유일한 외부 힘의 원천이기 때문에 표현 wext는 0입니다. 중력의 힘은 보수적 인 힘으로 간주됩니다.
따라서 이것은 방정식을 더욱 단순화하고 위성의 총 에너지는 전위 및 운동 에너지의 합으로 설명 될 수 있습니다. 방정식은 -
로 쓸 수 있습니다kei+ pei =kef+ pef
지구 주위에 회전하는 위성의 접선 속도는
로 표현됩니다.v =gm/(r+h)
여기,
m =지구의 질량,
r =지구의 반경,
h =지구 표면에서 물체의 높이.
따라서 속도‘V’에서 움직이는 질량‘M’위성의 경우 운동 에너지는 방정식으로 표시 될 수 있습니다 -
ke =12 mv2 =gmm2 (r+h)
이제 무한대의 잠재적 중력 에너지는 0으로 간주되므로 잠재적 에너지는
로 작성 될 수 있습니다.pe =- gmmr+h
이제이 연구 자료의 초기에 위성의 총 에너지는 잠재적 에너지 및 운동 에너지의 합계라고 언급되었습니다. 따라서 위성 (E)의 총 에너지는 -
로 표현 될 수 있습니다.e =운동 에너지 + 잠재적 에너지 =gmm2 (r + h) + –gmmr + h
우리는 위성의 총 에너지의 값이 음수임을 알 수 있습니다. 이것은 위성이 지구의 중력을 피하지 않을 것임을 나타냅니다.
유형의 궤도 및 위성의 총 에너지에 미치는 영향
논의에는 원형 궤도와 타원형 궤도의 두 가지 궤도가 있습니다.
원형 궤도의 효과
궤도는 원형이기 때문에 방사형 움직임에서 위성의 지구에서 위성의 거리에서 변경되지 않습니다. 그러한 경우, 잠재력과 운동 에너지는 모두 일정하게 유지됩니다. 속도는 궤도 반경의 기능이므로 일정하게 유지되므로 운동 에너지를 일정하게 만듭니다. 반면에, 잠재적 에너지는 물체의 높이에 따라 일정하게 만들어지며, 이는 원형 궤도로 인해 일정합니다.
타원 궤도의 효과
변화는 궤도의 타원형으로 인해 발생합니다. 반경의 제곱근은 지구 주위의 신체의 접선 속도와 간접적으로 관련되어 있습니다. 이는 운동 에너지가 반경의 증가에 따라 감소하고 반경이 감소함에 따라 증가한다는 것을 의미합니다. 마찬가지로, 물체의 높이는 높이가 증가함에 따라 증가하며, 그 결과 잠재적 에너지가 증가하고 그 반대도 마찬가지입니다.
결론
위성은 우리에게 중요합니다. 그들은 날씨 변화 예측과 함께 우리를 동시에 유지하는 귀중한 정보의 원천입니다. 또한 장거리 커뮤니케이션과 라디오 및 텔레비전 방송을 도와줍니다. 위성의 총 에너지는 음성이며, 이는 행성의 중력 당기를 피할 수 없다는 것을 나타냅니다. 위성의 총 에너지는 배워야 할 중요한 개념입니다.
