태양계의 지구, 태양 또는 다른 몸과 같은 중앙 몸을 중심으로하는 하늘 또는 인간의 몸은 위성으로 알려져 있습니다. 그러나이 위성은 지구와 관련하여 회전하고 원형 또는 타원형 궤도를 만듭니다. 이 경우 지구는 중앙 몸이라고합니다.
이 연구 자료 메모에서, 우리는 지구 주변의 위성의 움직임에 대해 논의 할 것입니다. 지구 주변의 위성의 움직임은 원형 운동의 다른 몸과 같은 특성을 가지고 있습니다. 주제에 대해 자세히 배우자.
위성이란 무엇입니까?
위성은 우주의 무거운 몸을 중심으로 회전하는 물체 나 몸입니다. 위성에는 두 가지 유형이 있습니다 :
- 천연 위성 :위성은 자연스럽게 혜성과 달과 같은 우주에 존재합니다.
- 인공 위성 :일기 예보, 의사 소통 등과 같은 다양한 목적으로 인간이 만든 위성
우주에서 수많은 자연 위성을 찾을 수 있으며 모든 지구에는 자연 위성 중 하나 이상이 있습니다. 우리 지구에 단 하나의 달이있는 곳, 달, 목성과 같은 다른 행성은 53 개의 자연 위성 (달)을 가지고있는 것으로 알려져 있습니다.
현재 러시아 소비에트 연방은 1957 년 10 월 4 일 Sputnik 1이라는 첫 번째 인공 위성을 우주로 시작했습니다. Sputnik 1의 출시는 우주 과학의 발전과 경쟁 한 우주 경주라고 불리는 것을 촉발 시켰습니다.
지구 주위의 위성의 움직임
지구를 공전하는 위성은 원형 경로에서 움직이는 물체와 유사한 속도 및 가속 성분을 가지고 있습니다. 지구를 돌아 다니는 동안 위성은 순환 경로를 만듭니다.
이 원형 경로의 접선은 위성 속도의 방향을 제공하는 반면, 가속은 원의 중심을 향합니다.
지구와 위성 사이의 다양한 힘이 작용하여 원형 경로에서 궤도를 만듭니다. 원의 안쪽 방향으로 작용하는 순 힘은 위성이 지구 주위에 가속하게 만듭니다.
지구와 위성과 중심력 사이에서 작용하는 중력은 지구 주변의 위성의 움직임을 일으키는 두 가지 주요 힘입니다.
중심력이없는 경우 위성은 동일한 속도와 방향으로 계속 움직입니다. 이 경우 위성은 직선 경로로 이동하며 원형 움직임이 없습니다.
그러나 일부 위성은 타원형 궤도를 따라 움직입니다. 이 경우 원형 운동과는 달리 중앙 몸체는 타원의 초점에 위치합니다.
결과적으로 위성의 속도 성분은 타원의 접선을 따라 작용합니다. 동시에 가속도는 초점을 향해 작용합니다.
뉴턴의 제 2 법칙에 따라 , 순 힘의 방향은 초점을 향한 것입니다.
이것은 중심력과 중력과 함께 동일하거나 반대 방향으로 힘 구성 요소를 작용하기 때문입니다.
이 힘의 구성 요소는 위성의 속도를 변화시킵니다. 따라서 타원형 운동을 가진 위성은 일정한 속도가 없습니다.
위성의 궤도 속도
위성이 지구를 돌아 다니는 속도는 위성의 궤도 속도로 알려져 있습니다.
궤도 속도는 임계 속도라고도합니다. 마지막으로, 최소 속도는 지구 주변의 위성을 안정성으로 움직일 수 있도록해야합니다.
위성의 궤도 속도에 대한 공식을 도출합시다.
하자,
지구 질량 =m
위성 질량 =m
궤도 속도 =vo
위성과 지구 사이의 거리 =H
지구의 반경 =r
궤도의 반경 =r
앞서 언급 한 바와 같이, 중심력은 위성을 궤도 경로에서 움직입니다. 중력은이 중심체의 균형을 유지합니다.
중심력은 다음과 같이 제공됩니다.
fc =mvo22
중력력은 :
에 의해 주어진다fg =gmmr2
위성은 궤도 경로에서 오랫동안 움직입니다.
fc =fg
mvo22 =gmmr2
VO2 =gmr
vo =gmr =gmr+h
G는 중력으로 인한 가속도이므로 그 값은 다음과 같습니다.
mg =gmmr2
g =gmr2
gm =gr2
g 의 값을 대체 할 때 위 (i) 방정식에서 우리는 다음을 얻습니다.
vo =gr2r+h
위성이 지구에 매우 가깝다면 R+H ≈ r
vo =gr
이 속도는 위성의 관성과의 중력 풀과 균형을 잡음으로써 위성을 궤도 경로로 이동시키는 데 필요합니다.
둘 다 균형이 맞지 않으면 위성은 궤도를 떠나 우주에서 직선으로 계속 움직입니다.
위성의 탈출 속도
위성의 탈출 속도는 위성이 지구의 중력 풀을 피하기 위해 위성이 요구하는 최소 속도로 정의됩니다. 공식은 다음과 같습니다.
ve =2gmr =2gr
탈출 속도와 궤도 속도를 비교할 때, 우리는 그들 사이의 관계를 다음과 같이 얻습니다.
ve =2vo
결론
결론적으로, 우리는 위성이 원형 또는 타원형 궤도에서 지구를 중심으로 회전한다는 것을 알게되었습니다. 지구 주변의 위성 궤도의 속도는 궤도 속도로 알려져 있습니다. 궤도 속도는 관성과 중력의 균형을 유지하여 지구 주변의 위성 곡선을 만듭니다.
지구에서의 거리는 주변 위성의 움직임에 영향을 미칩니다. 높은 고도에서, 즉 더 먼 거리에서 위성은 더 오랜 기간 동안 경로에 남아 있습니다.
