소개
Nicolaus copernicus는 지구와 다른 행성들이 원형 궤도를 가지고 있다고 가정했습니다. 태양 주위에. 그는 또한 태양과의 거리가 증가함에 따라 궤도 기간도 증가했음을 발견했습니다. 이 궤도는 나중에 Kepler에 의해 타원으로 발견되었지만 태양계의 대부분의 행성의 궤도는 대략 원형입니다. 태양과의 지구의 궤도 거리는 단지 2%만 변동합니다. 궤도 거리가 약 40%변하는 수은의 편심 궤도는 예외입니다.
위성과 기간의 궤도 속도를 추정하는 것은 원형 궤도에서 훨씬 쉽기 때문에 분석을 위해 원형 궤도를 가정합니다. 우리는 지구를 공전하는 물체에 중점을두고 있지만, 우리의 발견은 다른 상황에 적용될 수 있습니다.
위성은 발사체입니다
위성과 관련하여 파악해야 할 핵심은 발사체라는 것입니다. 다시 말해 위성은 유일한 힘이 중력 인 물체입니다. 위성의 움직임이 궤도로 보내지면 위성의 움직임을 지배하는 유일한 요인은 중력입니다. 뉴턴은 충분히 높은 속도로 발사체 샷이 원형 궤도 를 제안한 최초의 사람이었습니다. 행성. 유명한 뉴턴의 산에서 수평으로 미사일을 발사하는 것을 고려하십시오. 중력의 힘은 지구 표면의 접선에서 수평으로 움직일 때 발사체를 아래쪽으로 끌어 올릴 것입니다.
그렇다면 위성이 지구를 공전하는 최소 발사 속도는 얼마입니까? 이 해결책은 지구의 곡률에 관한 근본적인 사실에서 비롯됩니다. 지구의 표면은 수평선을 따라 측정 된 8000 미터마다 약 5 미터 줄 아래로 경사합니다. 따라서 8000 미터 동안 지구의 지평을 수평으로 보면 지구 가이 직선 코스에서 5 미터 떨어진 거리에서 아래쪽으로 구부러진다는 것을 알 수 있습니다. 미사일은 지구를 공전하기 위해 5 미터의 수직 낙상마다 8000 미터를 수평으로 이동해야합니다. 수평으로 발사 된 발사체로 이동하는 수직 거리는 첫 번째 초에 수직으로 발사 된 발사체로 이동하는 수직 거리와 동일합니다.
.속도, 가속도 및 힘의 벡터
행성의 궤도 운동 다른 원형 물체와 동일한 모션 특성을 사용하여 특성화 될 수 있습니다. 코스의 모든 시점에서 위성의 속도는 원에 접하는 것입니다. 위성의 가속도는 원의 중심이나 주변의 중앙 몸체를 향해 지시됩니다. 그리고이 가속도는 가속과 같은 방향으로 순 힘이 작용 한 결과입니다.
위성의 타원 궤도
때때로, 위성은 타원형 경로에서 궤도를 돌립니다. 중앙 몸체는 그러한 상황에서 타원의 초점 중 하나에 위치합니다. 타원형 경로를 여행하는 위성은 비슷한 움직임 특성을 가지고 있습니다. 위성의 움직임은 타원에 수직입니다. 위성은 타원의 초점 방향으로 가속됩니다. 뉴턴의 제 2 법칙에 따르면 위성에서 작용하는 순 힘은 가속도와 같은 방향으로 - 타원의 초점을 향해 지시됩니다.
코어 바디와 돌고있는 위성 사이의 중력 인력은이 순 힘을 다시 한 번 제공합니다. 행성의 운동과 같은 방향 (또는 반대 방향)에 힘의 구성 요소가 있습니다. 타원형 경로의 경우. 균일 한 원형 운동과 달리 위성의 타원형 운동은 일정한 속도로 정의되지 않습니다.
결론
간단히 말해서, 위성은 충돌하기보다는 큰 중앙 바디 주위에 궤도를 돌리는 발사체입니다. 그것들은 발사체이기 때문에 중력의 영향을받습니다. 이는 두 덩어리 사이의 거대한 거리에서 작동하는 보편적 인 힘입니다. 위성의 움직임은 다른 발사체와 마찬가지로 뉴턴의 운동 법칙에 의해 규제됩니다. 결과적 으로이 위성의 수학은 뉴턴의 중력 법칙에 대한 수학적 적용에서 나온 것입니다.
