우리는 물체가 지구의 표면을 향해 떨어지는 것을 보았을 때 지구의 중력 풀을 알고 있습니다. 그러나 지구의 중력 당김은 더 많은 방법으로 작동하여 위성이 그 주위에 궤도를 돌릴 수 있습니다. 태양계의 지구와 다른 행성과 마찬가지로 태양을 공전하는이 위성도 원형 운동으로 행성을 공전 할 수 있습니다.
결합 에너지는 위성이 행성에 묶여있는 데 필요한 에너지를 말합니다. 위성은 원형 궤도의 도움으로 원형 궤도의 행성을 중심으로 회전합니다. 이 힘은 위성이 중력 매력으로 인해 지구 주변의 안정적인 궤도에 머무를 수 있도록합니다.
따라서, 결합 에너지는 행성의 중력 당기에서 위성을 제거하는 데 필요한 최소 에너지의 양이다. 위성이 지구의 중력 당기기에서 벗어나면 궤도를 무한대 지점으로 남겨 둘 수 있습니다.
목표와 기능
위성의 결합 에너지를 찾는 주요 목표는 지구 궤도에서의 위치를 유지하는 데 걸리는 에너지의 양을 이해하는 것입니다. 예를 들어, 지구를 공전하는 위성을 고려하십시오. 지구의 중력 당김은 위성에 필요한 중심 력을 제공하여 원형 궤도를 가능하게합니다.
중심력은 위성 내에서 두 가지 기계 에너지의 도움으로 만들어집니다. 위성의 원형 운동은 운동 에너지의 존재 때문입니다. 반면에 지구의 중력장 내 궤도에서의 위치는 지구의 잠재적 에너지 때문입니다.
궤도에서 위성의 결합 에너지에 대한유도
지구의 질량은 m으로, 위성의 질량은 m으로, 지구의 반경 r, r로서의 반경, 지구에서 위성의 높이, 위성의 원형 궤도의 반경 R 또는 (r+h), 위성의 임계 속도는 v.
로 간주합시다.중심력은 따라서 중력과 동일 할 것이다. 위성의 원형 운동을 허용하기 위해 필요한 중심력을 제공하는 중력이기 때문입니다.
mv/r =gmm/r
mv =gmm/r
(½) mv =gmm/2r
여기서 g는 보편적 인 중력 상수입니다.
따라서 운동 에너지는 다음과 같이 해결할 수 있습니다
K.E. =gmm/2r
또한 위성과 지구 사이의 잠재적 에너지는 다음과 같이 해결 될 수 있습니다.
p.e =-gmm/r
여기서, 부정적인 부호는 위성과 지구 사이의 힘을 매력적으로 상징했습니다. 그러나 위성의 운동 에너지는 잠재적 에너지의 절반이 될 것입니다. 따라서 위성의 총 에너지는 운동 에너지와 잠재적 에너지의 합이
e =K.E + P.E
=gmm/2r + (-gmm/r)
=gmm/2r - gmm/r
=-gmm/2r
따라서이 표현은 안정적이고 원형 궤도에서 지구 주변의 위성의 결합 에너지를 찾는 데 도움이 될 것입니다.
고정 위성에 대한 방정식 도출
마찬가지로, 우리는 지구 표면에 고정 된 위성의 결합 에너지를 설명하기 위해 방정식에 도달 할 수 있습니다.
여기서 고정 위성의 질량을 m이라고 생각해 봅시다. 위성의 운동 에너지는 0입니다.
따라서 잠재적 에너지는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
p.e =-gmm/r
총 에너지는 운동 에너지와 잠재적 에너지의 합이 될 것입니다. 따라서 총 에너지는 다음과 같습니다.
e =K.E + P.E
e =0 + (-gmm/r)
e =0 - gmm/r
e =- gmm/r
여기서 부정적인 부호는 지구와 위성 사이의 힘의 매력적인 특성을 말합니다.
결론
위성의 결합 에너지를 설명하기 위해 위성이 행성 주변의 안정적이고 원형 궤도에 머물 수있는 에너지입니다. 우리는 위성 중요성의 총 에너지가 운동 및 잠재적 에너지의 합이라는 것을 알고 있습니다.
따라서 위성과 행성의 질량의 가치, 행성의 반경 및 위성이 행성 표면에서 위치한 높이, 위성이 궤도의 속도 및 중력 상수의 값을 알고 있다면 위성의 결합 에너지를 알 수있을 것입니다.
