Konvertor dužine i udaljenosti Konvertor mase Konverter količine hrane i hrane Konverter područja Konverter zapremine i jedinica recepata Konverter Konverter temperature Konverter pritiska, naprezanja, konvertor Youngovog modula Konverter energije i rada Konverter snage Konvertor sile Konverter vremena Linearni pretvarač brzine Konverter ravnog ugla Konverter toplotne efikasnosti i efikasnosti goriva brojeva u različitim brojevnim sistemima Pretvarač mernih jedinica količine informacija Kursevi valuta Dimenzije ženske odeće i obuće Dimenzije muške odeće i obuće Pretvarač ugaone brzine i frekvencije rotacije Pretvarač ubrzanja Konvertor ugaonog ubrzanja Konvertor gustine Konvertor specifične zapremine Konvertor momenta inercije Moment pretvarača sile Konvertor obrtnog momenta Konvertor specifične kalorijske vrednosti (po masi) Konvertor gustine energije i specifične toplotne vrednosti goriva (po zapremini) Konvertor temperaturne razlike Konvertor koeficijenta Koeficijent termičke ekspanzije Pretvarač toplotnog otpora Konvertor toplotne provodljivosti Konvertor specifičnog toplotnog kapaciteta Konverter izlaganja energije i snage zračenja Pretvarač gustine toplotnog toka Konvertor koeficijenta prenosa toplote Konvertor zapreminskog protoka Konvertor masenog protoka Konvertor molarnog centra Pretvarač masenog protoka Konverter molarnog protoka Konverter masenog toka Va Pretvornik masenog fluksa Mo Conver Conver Konverter konverter konverter konverter konverter masenog fluksa Mo Pretvarač paropropusnosti i brzine prenosa pare Konvertor nivoa zvuka Konvertor osetljivosti mikrofona Konvertor nivoa zvučnog pritiska (SPL) Konvertor nivoa zvučnog pritiska sa izborom konvertera referentnog pritiska Pretvarač osvetljenosti Konvertor svetlosnog intenziteta Konvertor osvetljenja Računarska rezolucija Pretvarač konvertora rezolucije računara Pretvarač frekvencije Diop frekvencije x i dioptrijske snage i žižne daljine i povećanje objektiva (×) Električni pretvarač gustine naboja Linearni pretvarač gustoće naboja Konvertor površinske gustine naboja Konvertor zapreminskog pretvarača gustine naboja Pretvarač električne struje Konvertor linearne gustine struje Konvertor gustoće površinske struje Konvertor električnog polja Pretvarač snage električnog polja Potentni elektro i volstatički pretvarač Pretvarač električnog otpora Konvertor električne vodljivosti Konvertor električne vodljivosti Konvertor induktivnosti kapacitivnosti Konvertor američke žice Nivoi u dBm (dBm ili dBmW), dBV (dBV), vati, itd. jedinice Pretvarač magnetne sile Pretvarač jačine magnetnog polja Pretvarač magnetnog fluksa Pretvarač magnetne indukcije Zračenje. Konverter brzine doze apsorbovanog jonizujućeg zračenja Radioaktivnost. Zračenje pretvarača radioaktivnog raspada. Zračenje pretvarača doze izloženosti. Pretvarač apsorbovanih doza Pretvarač decimalnih prefiksa Prenos podataka Tipografske jedinice i jedinice za obradu slike Konvertor jedinica zapremine drveta Konvertor jedinica Izračun molarne mase Periodični sistem hemijskih elemenata D. I. Mendeljejev

1 prva brzina bijega = 7899,9999999999 metara u sekundi [m/s]

Početna vrijednost

Preračunata vrijednost

metar po sekundi metar po satu metar po minuti kilometar po satu kilometar u minuti kilometara po sekundi centimetar po satu centimetar po minuti centimetar po sekundi milimetar po satu milimetar po minuti milimetar po sekundi stopa na sat stopa stopa u minuti stopa po sekundi jarda po satu jarda po minuta jarda po sekundi milja na sat milja po minuti milja po sekundi čvor čvor (br.) brzina svjetlosti u vakuumu prva svemirska brzina druga svemirska brzina treća svemirska brzina treća svemirska brzina brzina rotacije zemlje brzina zvuka u slatkoj vodi brzina zvuka u morskoj vodi (20°C , dubina 10 metara) Mahov broj (20°C, 1 atm) Mahov broj (SI standard)

Toplotna efikasnost i ekonomičnost goriva

Više o brzini

Opće informacije

Brzina je mjera pređene udaljenosti u određenom vremenu. Brzina može biti skalarna veličina ili vektorska vrijednost - uzima se u obzir smjer kretanja. Brzina kretanja u pravoj liniji naziva se linearna, a u krugu - kutna.

Merenje brzine

prosječna brzina v naći dijeljenjem ukupnog prijeđenog puta ∆ x za ukupno vrijeme ∆ t: v = ∆x/∆t.

U SI sistemu brzina se mjeri u metrima u sekundi. Također se obično koriste kilometri na sat u metričkom sistemu i milje na sat u SAD-u i Velikoj Britaniji. Kada je pored magnitude naznačen i pravac, na primjer, 10 metara u sekundi prema sjeveru, onda govorimo o vektorskoj brzini.

Brzina tijela koja se kreće uz ubrzanje može se pronaći pomoću formula:

• a, sa početnom brzinom u tokom perioda ∆ t, ima konačnu brzinu v = u + a×∆ t.
• Tijelo koje se kreće konstantnim ubrzanjem a, sa početnom brzinom u i konačnu brzinu v, ima prosječnu brzinu ∆ v = (u + v)/2.

Prosječne brzine

Brzina svjetlosti i zvuka

Prema teoriji relativnosti, brzina svjetlosti u vakuumu je najveća brzina kojom energija i informacija mogu putovati. Označava se konstantom c i jednako c= 299,792,458 metara u sekundi. Materija se ne može kretati brzinom svjetlosti jer bi za to bila potrebna beskonačna količina energije, što je nemoguće.

Brzina zvuka se obično mjeri u elastičnom mediju i iznosi 343,2 metra u sekundi u suhom zraku na 20°C. Brzina zvuka je najmanja u gasovima, a najveća u čvrstim materijama. Zavisi od gustoće, elastičnosti i modula smicanja tvari (što ukazuje na stupanj deformacije tvari pod posmičnim opterećenjem). Mahov broj M je omjer brzine tijela u tečnom ili plinovitom mediju i brzine zvuka u tom mediju. Može se izračunati pomoću formule:

M = v/a,

gdje a je brzina zvuka u mediju, i v je brzina tijela. Mahov broj se obično koristi za određivanje brzina bliskih brzini zvuka, kao što su brzine aviona. Ova vrijednost nije konstantna; zavisi od stanja medijuma, koje zauzvrat zavisi od pritiska i temperature. Supersonična brzina - brzina veća od 1 mah.

Brzina vozila

Ispod su neke brzine vozila.

• Putnički avioni sa turboventilatorskim motorima: brzina krstarenja putničkih aviona je od 244 do 257 metara u sekundi, što odgovara 878–926 kilometara na sat ili M = 0,83–0,87.
• Brzi vozovi (kao što je Shinkansen u Japanu): Ovi vozovi postižu maksimalnu brzinu od 36 do 122 metra u sekundi, odnosno 130 do 440 kilometara na sat.

životinjska brzina

Maksimalne brzine nekih životinja su približno jednake:

ljudska brzina

• Ljudi hodaju brzinom od oko 1,4 metra u sekundi, ili 5 kilometara na sat, a trče do oko 8,3 metara u sekundi, ili 30 kilometara na sat.

Primjeri različitih brzina

četvorodimenzionalna brzina

U klasičnoj mehanici, vektorska brzina se mjeri u trodimenzionalnom prostoru. Prema specijalnoj teoriji relativnosti, prostor je četvorodimenzionalan, a četvrta dimenzija, prostor-vreme, takođe se uzima u obzir pri merenju brzine. Ova brzina se naziva četvorodimenzionalna brzina. Njegov smjer se može promijeniti, ali je veličina konstantna i jednaka c, što je brzina svjetlosti. Četverodimenzionalna brzina je definirana kao

U = ∂x/∂τ,

gdje x predstavlja svjetsku liniju - krivu u prostor-vremenu po kojoj se tijelo kreće, a τ - "pravo vrijeme", jednako intervalu duž svjetske linije.

grupna brzina

Grupna brzina je brzina širenja talasa, koja opisuje brzinu širenja grupe talasa i određuje brzinu prenosa energije talasa. Može se izračunati kao ∂ ω /∂k, gdje k je talasni broj, i ω - ugaona frekvencija. K mjereno u radijanima/metar, i skalarnu frekvenciju oscilacija valova ω - u radijanima po sekundi.

Hipersonična brzina

Hipersonična brzina je brzina veća od 3000 metara u sekundi, odnosno višestruko veća od brzine zvuka. Čvrsta tijela koja se kreću takvom brzinom poprimaju svojstva tekućina, jer su zbog inercije opterećenja u ovom stanju jača od sila koje drže molekule materije na okupu prilikom sudara s drugim tijelima. Pri ultra-visokim hipersoničnim brzinama, dva čvrsta tijela koja se sudaraju pretvaraju se u plin. U svemiru se tijela kreću upravo ovom brzinom, a inženjeri koji projektuju svemirske letjelice, orbitalne stanice i svemirska odijela moraju uzeti u obzir mogućnost sudara stanice ili astronauta sa svemirskim otpadom i drugim objektima kada rade u svemiru. U takvom sudaru stradaju koža letjelice i odijelo. Dizajneri opreme provode eksperimente hipersoničnih sudara u posebnim laboratorijama kako bi utvrdili koliko jake udarne odijela mogu izdržati, kao i kože i druge dijelove svemirskog broda, kao što su spremnici za gorivo i solarni paneli, testirajući ih na čvrstoću. Da bi se to postiglo, svemirska odijela i koža su podvrgnuti udarima raznih objekata iz posebne instalacije sa nadzvučnim brzinama većim od 7500 metara u sekundi.

Naša planeta. Objekt će se tada kretati neravnomjerno i neravnomjerno ubrzano. To je zato što ubrzanje i brzina u ovom slučaju neće zadovoljiti uslove sa konstantnom brzinom/ubrzanjem u pravcu i veličini. Ova dva vektora (brzina i ubrzanje) dok se kreću duž orbite stalno će mijenjati svoj smjer. Stoga se takvo kretanje ponekad naziva kretanjem konstantnom brzinom duž kružne orbite.

Prva kosmička je brzina koja se mora dati tijelu da bi ga dovelo u kružnu orbitu. Istovremeno će postati slična, odnosno prva kosmička je brzina kojom tijelo koje se kreće iznad površine Zemlje neće pasti na njega, već će nastaviti da kruži.

Radi pogodnosti proračuna, ovo kretanje se može smatrati da se dešava u neinercijskom referentnom okviru. Tada se tijelo u orbiti može smatrati mirnim, jer će na njega djelovati dva i gravitacija. Stoga će se prva izračunati uzimajući u obzir jednakost ove dvije sile.

Izračunava se prema određenoj formuli, koja uzima u obzir masu planete, masu tijela, gravitacionu konstantu. Zamjenom poznatih vrijednosti u određenu formulu, dobivaju: prva kosmička brzina je 7,9 kilometara u sekundi.

Pored prve svemirske brzine, postoje druga i treća brzina. Svaka od kosmičkih brzina izračunava se prema određenim formulama i fizički se tumači kao brzina kojom bilo koje tijelo lansirano sa površine planete Zemlje postaje ili umjetni satelit (to će se dogoditi kada se dostigne prva kosmička brzina) ili odlazi. Zemljino gravitaciono polje (ovo se dešava pri drugoj kosmičkoj brzini), ili napusti Sunčev sistem, savladavajući privlačenje Sunca (ovo se dešava pri trećoj kosmičkoj brzini).

Postigavši ​​brzinu jednaku 11,18 kilometara u sekundi (drugi prostor), može letjeti prema planetama u Sunčevom sistemu: Veneri, Marsu, Merkuru, Saturnu, Jupiteru, Neptunu, Uranu. Ali da biste došli do bilo kojeg od njih, morate uzeti u obzir njihovo kretanje.

Ranije su naučnici vjerovali da je kretanje planeta ujednačeno i da se odvija u krug. I samo je I. Kepler ustanovio pravi oblik njihovih orbita i obrazac po kojem se mijenjaju brzine kretanja nebeskih tijela dok se rotiraju oko Sunca.

Koncept kosmičke brzine (prva, druga ili treća) koristi se prilikom izračunavanja kretanja vještačkog tijela na bilo kojoj planeti ili njenom prirodnom satelitu, kao i Suncu. Na ovaj način možete odrediti kosmičku brzinu, na primjer, za Mjesec, Veneru, Merkur i druga nebeska tijela. Ove brzine se moraju izračunati pomoću formula koje uzimaju u obzir masu nebeskog tijela čiju silu gravitacije treba savladati

Treći kosmički se može odrediti na osnovu uslova da letelica mora imati paraboličnu putanju kretanja u odnosu na Sunce. Da biste to učinili, tokom lansiranja blizu površine Zemlje i na visini od oko dvjesto kilometara, njegova brzina bi trebala biti približno 16,6 kilometara u sekundi.

Shodno tome, kosmičke brzine se mogu izračunati i za površine drugih planeta i njihovih satelita. Tako će, na primjer, za Mjesec prvi prostor biti 1,68 kilometara u sekundi, drugi - 2,38 kilometara u sekundi. Druga svemirska brzina za Mars i Veneru je 5,0 kilometara u sekundi i 10,4 kilometara u sekundi.

Ako se određenom tijelu da brzina jednaka prvoj kosmičkoj brzini, onda ono neće pasti na Zemlju, već će postati umjetni satelit koji se kreće po kružnoj orbiti blizu Zemlje. Podsjetimo da ova brzina treba biti okomita na smjer prema centru Zemlje i jednaka po veličini
v I = √(gR) = 7,9 km/s,
gdje g \u003d 9,8 m / s 2− ubrzanje slobodnog pada tijela blizu površine Zemlje, R = 6,4 × 10 6 m− poluprečnik Zemlje.

Može li tijelo u potpunosti prekinuti lance gravitacije koji ga "vezuju" za Zemlju? Ispostavilo se da može, ali za to ga treba "baciti" još većom brzinom. Minimalna početna brzina koja se mora javiti tijelu na površini Zemlje da bi savladalo Zemljinu gravitaciju naziva se druga kosmička brzina. Hajde da nađemo njegovo značenje VII.
Kada se tijelo udalji od Zemlje, sila privlačenja vrši negativan rad, uslijed čega se kinetička energija tijela smanjuje. Istovremeno se smanjuje i sila privlačenja. Ako kinetička energija padne na nulu prije nego što sila privlačenja postane nula, tijelo će se vratiti na Zemlju. Da se to ne bi dogodilo, potrebno je da kinetička energija bude različita od nule sve dok sila privlačenja ne nestane. A to se može dogoditi samo na beskonačno velikoj udaljenosti od Zemlje.
Prema teoremi kinetičke energije, promjena kinetičke energije tijela jednaka je radu sile koja djeluje na tijelo. Za naš slučaj možemo napisati:
0 − mv II 2 /2 = A,
ili
mv II 2 /2 = −A,
gdje m je masa tijela bačenog sa Zemlje, A− rad sile privlačenja.
Dakle, za izračunavanje druge kosmičke brzine potrebno je pronaći rad sile privlačenja tijela prema Zemlji kada se tijelo udalji od površine Zemlje na beskonačno veliku udaljenost. Koliko god to izgledalo iznenađujuće, ovaj rad uopće nije beskonačno velik, uprkos činjenici da se čini da je kretanje tijela beskonačno veliko. Razlog tome je smanjenje sile privlačenja kako se tijelo udaljava od Zemlje. Koliki je rad koji vrši sila privlačenja?
Iskoristimo prednost da rad gravitacijske sile ne ovisi o obliku putanje tijela i razmotrimo najjednostavniji slučaj - tijelo se udaljava od Zemlje duž linije koja prolazi kroz centar Zemlje. Slika prikazana ovdje prikazuje globus i tijelo mase m, koji se kreće u smjeru označenom strelicom.

Prvo nađi posao A 1, što čini silu privlačenja na vrlo malom području iz proizvoljne tačke N do tačke N 1. Udaljenost ovih tačaka do centra Zemlje će biti označena sa r i r1, odnosno, pa rad A 1će biti jednako
A 1 = -F(r 1 - r) = F(r - r 1).
Ali šta je značenje snage F treba zamijeniti ovu formulu? Zato što se mijenja od tačke do tačke: N to je jednako GmM/r 2 (M je masa Zemlje), u tački N 1 − GmM/r 1 2.
Očigledno je potrebno uzeti prosječnu vrijednost ove sile. Od udaljenosti r i r1, malo se razlikuju jedno od drugog, onda kao prosjek možemo uzeti vrijednost sile u nekoj sredini, na primjer, tako da
r cp 2 = rr 1.
Onda dobijamo
A 1 = GmM(r − r 1)/(rr 1) = GmM(1/r 1 − 1/r).
Argumentirajući na isti način, nalazimo to na segmentu N 1 N 2 posao je obavljen
A 2 = GmM(1/r 2 − 1/r 1),
Lokacija uključena N 2 N 3 posao je
A 3 = GmM(1/r 3 − 1/r 2),
i na sajtu NN 3 posao je
A 1 + A 2 + A 2 = GmM(1/r 3 − 1/r).
Obrazac je jasan: rad sile privlačenja pri pomicanju tijela s jedne tačke na drugu određen je razlikom recipročnih udaljenosti od ovih tačaka do centra Zemlje. Sada je lako pronaći i sav posao ALI prilikom pomeranja tela sa površine Zemlje ( r = R) na beskonačnoj udaljenosti ( r → ∞, 1/r = 0):
A = GmM(0 − 1/R) = −GmM/R.
Kao što se može vidjeti, ovo djelo zaista nije beskonačno veliko.
Zamjena rezultirajućeg izraza za ALI u formulu
mv II 2 /2 = −GmM/R,
naći vrijednost druge kosmičke brzine:
v II = √(−2A/m) = √(2GM/R) = √(2gR) = 11,2 km/s.
Ovo pokazuje da je druga kosmička brzina u √{2} puta veća od prve kosmičke brzine:
vII = √(2)vI.
U našim proračunima nismo uzeli u obzir činjenicu da naše tijelo komunicira ne samo sa Zemljom, već i sa drugim svemirskim objektima. I prije svega - sa Suncem. Dobivši početnu brzinu jednaku VII, tijelo će moći savladati gravitaciju prema Zemlji, ali neće postati istinski slobodno, već će se pretvoriti u satelit Sunca. Međutim, ako je tijelo blizu površine Zemlje obaviješteno o takozvanoj trećoj kosmičkoj brzini v III = 16,6 km/s, tada će moći da savlada silu privlačenja prema Suncu.
Vidi primjer

02.12.2014

Lekcija 22 (10. razred)

Tema. Vještački sateliti Zemlje. razvoj astronautike.

O kretanju bačenih tijela

Godine 1638. u Lajdenu je objavljena Galilejeva knjiga "Razgovori i matematički dokazi o dvije nove grane nauke". Četvrto poglavlje ove knjige zvalo se "O kretanju bačenih tijela". Ne bez poteškoća, uspeo je da ubedi ljude da u prostoru bez vazduha „zrno olova treba da padne istom brzinom kao i topovska kugla”. Ali kada je Galileo rekao svijetu da je topovska kugla koja je izletjela iz topa u horizontalnom smjeru bila u letu isto toliko vremena kao i topovska kugla koja je jednostavno ispala iz njuške na zemlju, nisu mu vjerovali . U međuvremenu, ovo je istina: tijelo bačeno sa određene visine u horizontalnom smjeru kreće se na tlo u isto vrijeme kao da je jednostavno palo vertikalno naniže sa iste visine.
Da bismo to provjerili, koristit ćemo uređaj, čiji je princip rada ilustrovan na slici 104, a. Nakon što je udaren čekićem M na elastičnoj ploči P loptice počinju da padaju i, uprkos razlici u putanjama, istovremeno stižu do tla. Slika 104b prikazuje stroboskopsku fotografiju kugli koje padaju. Da bi se dobila ova fotografija, eksperiment je izveden u mraku, a kuglice su u pravilnim intervalima osvijetljene jarkim bljeskom svjetlosti. Istovremeno, zatvarač kamere je bio otvoren sve dok lopte nisu pale na tlo. Vidimo da su u istim trenucima kada su se pojavili bljeskovi svjetlosti, obje lopte bile na istoj visini i isto tako su stigle do tla.

Vrijeme slobodnog pada h(blizu površine Zemlje) može se naći po formuli poznatoj iz mehanike s=at2/2. Zamjena ovdje s na h i a na g, prepisujemo ovu formulu u obliku

odakle, nakon jednostavnih transformacija, dobijamo

Isto vrijeme će biti u letu i tijelo bačeno sa iste visine u horizontalnom smjeru. U ovom slučaju, prema Galileju, "ujednačenom neometanom kretanju dodaje se još jedno, uzrokovano gravitacijom, zbog čega nastaje složeno kretanje koje se sastoji od jednolikih horizontalnih i prirodno ubrzanih kretanja."
Tokom vremena određenog izrazom (44.1), krećući se brzinom u horizontalnom smjeru v0(tj. brzinom kojom je bačeno), tijelo će se kretati horizontalno na udaljenosti

Iz ove formule slijedi da domet leta tijela bačenog u horizontalnom smjeru proporcionalan je početnoj brzini tijela i raste s visinom bacanja.
Da bismo saznali kojom se putanjom tijelo kreće u ovom slučaju, okrenimo se eksperimentu. Na slavinu za vodu pričvršćujemo gumenu cijev opremljenu vrhom i usmjeravamo mlaz vode u horizontalnom smjeru. U ovom slučaju, čestice vode će se kretati na potpuno isti način kao i tijelo bačeno u istom smjeru. Zatvaranjem ili, obrnuto, okretanjem slavine, možete promijeniti početnu brzinu mlaza, a time i domet leta čestica vode (Sl. 105), međutim, u svim slučajevima, mlaz vode će imati oblik parabole. Da bi se to potvrdilo, iza mlaza treba postaviti ekran sa prethodno ucrtanim parabolama. Mlaz vode će tačno odgovarati linijama prikazanim na ekranu.

dakle, slobodno padajuće tijelo s horizontalnom početnom brzinom kreće se duž paraboličke putanje.
By parabola telo će se takođe kretati kada je bačeno pod nekim oštrim uglom prema horizontu. Domet leta u ovom slučaju ovisit će ne samo o početnoj brzini, već i o kutu pod kojim je usmjerena. Provodeći eksperimente sa mlazom vode, može se ustanoviti da se najveći domet leta postiže kada početna brzina čini ugao od 45° sa horizontom (slika 106).

Pri velikim brzinama kretanja tijela treba uzeti u obzir otpor zraka. Dakle, domet leta metaka i projektila u realnim uslovima nije isti kao što proizilazi iz formula koje važe za kretanje u bezvazdušnom prostoru. Tako bi, na primjer, s početnom brzinom metka od 870 m/s i uglom od 45°, u nedostatku otpora zraka, domet leta bio bi otprilike 77 km, dok u stvarnosti ne prelazi 3,5 km.

prva kosmička brzina

Izračunajmo brzinu koja se mora prijaviti umjetnom satelitu Zemlje kako bi se kretao po kružnoj orbiti na visini h preko zemlje.
Na velikim visinama vazduh je veoma razrijeđen i pruža mali otpor tijelima koja se kreću u njemu. Stoga možemo pretpostaviti da na satelit djeluje samo gravitacijska sila usmjerena ka centru Zemlje ( sl.4.4).

Prema drugom Newtonovom zakonu.
Centripetalno ubrzanje satelita određeno je formulom , gdje h je visina satelita iznad površine Zemlje. Sila koja djeluje na satelit, prema zakonu univerzalne gravitacije, određena je formulom , gdje M je masa zemlje.
Zamjena vrijednosti F i a u jednačinu za drugi Newtonov zakon, dobijamo

Iz dobivene formule proizlazi da brzina satelita ovisi o njegovoj udaljenosti od Zemljine površine: što je ta udaljenost veća, to će se kretati manjom brzinom po kružnoj orbiti. Važno je napomenuti da ova brzina ne ovisi o masi satelita. To znači da svako tijelo može postati satelit Zemlje ako mu se da određena brzina. Konkretno, kada h=2000 km=2 10 6 m brzina v≈ 6900 m/s.
Minimalna brzina koja se mora dati tijelu na površini Zemlje da bi ono postalo Zemljin satelit koji se kreće po kružnoj orbiti naziva se prva kosmička brzina.
Prva kosmička brzina se može naći iz formule (4.7) ako uzmemo h=0:

Zamjena vrijednosti u formulu (4.8). G i vrijednosti M i R za Zemlju, možete izračunati prvu kosmičku brzinu za Zemljin satelit:

Ako se takva brzina da tijelu u horizontalnom smjeru blizu površine Zemlje, onda će u nedostatku atmosfere ono postati umjetni satelit Zemlje, kružeći oko nje po kružnoj orbiti.
Samo dovoljno moćne svemirske rakete su u stanju da prenesu takvu brzinu satelitima. Trenutno, hiljade vještačkih satelita kruži oko Zemlje.
Svako tijelo može postati vještački satelit drugog tijela (planete) ako mu kažete potrebnu brzinu.

Kretanje vještačkih satelita

U djelima Newtona može se pronaći divan crtež koji pokazuje kako je moguće izvršiti prijelaz od jednostavnog pada tijela duž parabole na orbitalno kretanje tijela oko Zemlje (Sl. 107). „Kamen bačen na zemlju“, napisao je Njutn, „skrenut će pod dejstvom gravitacije sa pravog puta i, opisavši zakrivljenu putanju, konačno će pasti na Zemlju. Ako ga bacite većom brzinom, dalje će pasti.” Nastavljajući ova razmatranja, lako je doći do zaključka da ako se kamen baci s visoke planine dovoljno velikom brzinom, onda bi njegova putanja mogla postati takva da nikada ne bi pao na Zemlju, pretvarajući se u njenu umjetni satelit.

Minimalna brzina koju treba dati tijelu blizu površine Zemlje da bi se pretvorilo u umjetni satelit naziva se prva kosmička brzina.
Za lansiranje umjetnih satelita koriste se rakete koje podižu satelit na određenu visinu i govore mu potrebnu brzinu u horizontalnom smjeru. Nakon toga, satelit se odvaja od rakete-nosača i nastavlja dalje kretanje samo pod uticajem Zemljinog gravitacionog polja. (Ovdje zanemarujemo utjecaj Mjeseca, Sunca i drugih planeta.) Ubrzanje koje ovo polje daje satelitu je ubrzanje slobodnog pada g. S druge strane, budući da se satelit kreće po kružnoj orbiti, ovo ubrzanje je centripetalno i stoga jednako omjeru kvadrata brzine satelita i radijusa njegove orbite. Na ovaj način,

Gdje

Zamjenom izraza (43.1) ovdje dobijamo

Dobili smo formulu kružna brzina satelit , tj. takvu brzinu koju satelit ima, krećući se po kružnoj orbiti poluprečnika r na visokom h sa površine zemlje.
Da pronađemo prvu svemirsku brzinu v1, treba uzeti u obzir da se definiše kao brzina satelita u blizini površine Zemlje, tj. h< i r≈R3. Uzimajući to u obzir u formuli (45.1), dobijamo

Zamjena brojčanih podataka u ovu formulu dovodi do sljedećeg rezultata:

Po prvi put je tijelu bilo moguće reći tako ogromnu brzinu tek 1957. godine, kada je prvi na svijetu lansiran u SSSR-u pod vodstvom S.P. Koroljeva veštački Zemljin satelit(skraćeno AES). Lansiranje ovog satelita (Sl. 108) rezultat je izuzetnih dostignuća u oblasti raketne tehnike, elektronike, automatskog upravljanja, računarske tehnologije i nebeske mehanike.

Godine 1958. u orbitu je lansiran prvi američki satelit "Explorer-1", a nešto kasnije, 60-ih godina, satelite su lansirale i druge zemlje: Francuska, Australija, Japan, Kina, Velika Britanija itd., a mnogi sateliti su lansiran pomoću američkih lansirnih vozila.
Trenutno je lansiranje umjetnih satelita uobičajeno, a međunarodna suradnja je odavno rasprostranjena u praksi svemirskih istraživanja.
Sateliti lansirani u različitim zemljama mogu se podijeliti prema njihovoj namjeni u dvije klase:
1. Istraživački sateliti. Oni su dizajnirani da proučavaju Zemlju kao planetu, njenu gornju atmosferu, prostor blizu Zemlje, Sunce, zvijezde i međuzvjezdani medij.
2. Primijenjeni sateliti. Oni služe za zadovoljenje zemaljskih potreba nacionalne ekonomije. To uključuje komunikacijske satelite, satelite za proučavanje prirodnih resursa Zemlje, meteorološke satelite, navigacijske, vojne itd.
AES namijenjeni za ljudski let uključuju ljude s posadom satelitski brodovi i orbitalne stanice.
Pored satelita koji rade u orbitama oko Zemlje, oko Zemlje kruže i tzv. pomoćni objekti: posljednji stupnjevi raketa-nosača, oklopi za glavu i neki drugi dijelovi koji se odvajaju od satelita prilikom njihovog izlaska u orbitu.
Imajte na umu da zbog ogromnog otpora zraka blizu Zemljine površine, satelit ne može biti lansiran prenisko. Na primjer, na visini od 160 km može napraviti samo jedan okret, nakon čega se smanjuje i izgara u gustim slojevima atmosfere. Iz tog razloga, prvi umjetni Zemljin satelit, lansiran u orbitu na visini od 228 km, trajao je samo tri mjeseca.
Kako se visina povećava, otpor atmosfere se smanjuje i h>300 km postaje zanemarljivo.
Postavlja se pitanje: šta će se dogoditi ako se satelit lansira brzinom većom od prvog svemirskog? Proračuni pokazuju da ako je višak beznačajan, onda tijelo ostaje umjetni satelit Zemlje, ali se više ne kreće u krug, već duž eliptični orbita. Sa povećanjem brzine, orbita satelita se sve više izdužuje, sve dok se konačno ne „prelomi“, pretvarajući se u otvorenu (paraboličnu) putanju (Sl. 109).

Minimalna brzina koja se mora dati tijelu blizu površine Zemlje da bi je napustilo, krećući se otvorenom putanjom, naziva se druga kosmička brzina.
Druga kosmička brzina je √2 puta veća od prve kosmičke brzine:

Ovom brzinom tijelo napušta područje gravitacije i postaje satelit Sunca.
Da biste prevazišli privlačnost Sunca i napustili Sunčev sistem, morate razviti još veću brzinu - treći prostor. Treća brzina bijega je 16,7 km/s. Približno ovom brzinom, automatska međuplanetarna stanica "Pionir-10" (SAD) je 1983. godine prvi put u istoriji čovečanstva izašla izvan Sunčevog sistema i sada leti prema Barnardovoj zvezdi.

Primjeri rješavanja problema

Zadatak 1. Tijelo se baca vertikalno naviše brzinom od 25 m/s. Odredite visinu penjanja i vrijeme leta.

Dato: Rješenje:

; 0=0+25 . t-5 . t2

; 0=25-10 . t 1 ; t 1 \u003d 2,5 s; H=0+25. 2.5-5. 2,5 2 =31,25 (m)

t-? 5t=25; t=5c

H-? Odgovor: t=5c; H=31,25 (m)

Rice. 1. Izbor referentnog sistema

Prvo moramo izabrati referentni okvir. Referentni sistem odaberite onaj spojen na tlo, početna tačka kretanja je označena sa 0. Osa Oy je usmjerena okomito prema gore. Brzina je usmjerena prema gore i poklapa se u smjeru s Oy osom. Ubrzanje slobodnog pada usmjereno je prema dolje duž iste ose.

Zapišimo zakon kretanja tijela. Ne smijemo zaboraviti da su brzina i ubrzanje vektorske veličine.

Sledeći korak. Imajte na umu da će konačna koordinata, na kraju, kada se tijelo podigne na određenu visinu, a zatim se vrati na tlo, biti 0. Početna koordinata je također 0: 0=0+25 . t-5 . t2.

Ako riješimo ovu jednačinu, dobićemo vrijeme: 5t=25; t=5 s.

Odredimo sada maksimalnu visinu dizanja. Prvo odredimo vrijeme podizanja tijela do gornje tačke. Da bismo to učinili, koristimo jednačinu brzine: .

Napisali smo jednačinu u opštem obliku: 0=25-10 . t1,t 1 \u003d 2,5 s.

Kada zamenimo nama poznate vrednosti, dobijamo da je vreme podizanja tela, vreme t 1 2,5 s.

Ovdje želim napomenuti da je cijelo vrijeme leta 5 s, a vrijeme uspona do maksimalne tačke je 2,5 s. To znači da se tijelo diže tačno onoliko vremena koliko će potom pasti na tlo. Sada upotrijebimo jednačinu koju smo već koristili, zakon kretanja. U ovom slučaju stavljamo H umjesto konačne koordinate, tj. maksimalna visina podizanja: H=0+25. 2.5-5. 2,5 2 =31,25 (m).

Nakon jednostavnih proračuna, dobijamo da će biti maksimalna visina tijela 31,25 m. Odgovor: t=5c; H=31,25 (m).

U ovom slučaju koristili smo gotovo sve jednačine koje smo proučavali u proučavanju slobodnog pada.

Zadatak 2. Odredite visinu iznad nivoa tla na kojoj ubrzanje gravitacije se smanjuje za polovinu.

Dato: Rješenje:

R W \u003d 6400 km; ;

.

H-? Odgovor: H ≈ 2650 km.

Da bismo riješili ovaj problem, potreban nam je, možda, jedan jedini podatak. Ovo je poluprečnik Zemlje. To je jednako 6400 km.

Ubrzanje gravitacije određena je na površini Zemlje sljedećim izrazom: . Nalazi se na površini zemlje. Ali čim se udaljimo od Zemlje na veliku udaljenost, ubrzanje će se odrediti na sljedeći način: .

Ako sada podijelimo ove količine jedna s drugom, dobićemo sljedeće: .

Konstantne vrijednosti se smanjuju, tj. gravitaciona konstanta i masa Zemlje, ali poluprečnik Zemlje i visina ostaju, a ovaj odnos je 2.

Transformirajući sada dobijene jednačine, nalazimo visinu: .

Ako zamijenimo vrijednosti u rezultirajućoj formuli, dobićemo odgovor: H ≈ 2650 km.

Zadatak 3.Tijelo se kreće duž luka polumjera 20 cm brzinom od 10 m/s. Odrediti centripetalno ubrzanje.

Dato: SI rješenje:

R=20 cm 0,2 m

V=10 m/s

i C - ? Odgovor: a C = .

Formula za izračunavanje centripetalno ubrzanje poznato. Zamjenom vrijednosti ovdje dobijamo: . U ovom slučaju, centripetalno ubrzanje je ogromno, pogledajte njegovu vrijednost. Odgovor: a C =.

"Ujednačeno i neravnomjerno kretanje" - t 2. Neravnomjerno kretanje. Yablonevka. L 1. Uniforma i. L2. t 1. L3. Chistoozernoe. t 3. Ujednačeno kretanje. =.

"Krivolinijsko kretanje" - Centripetalno ubrzanje. JEDNOMARNO KRETANJE TIJELA U KRUŽU Razlikovati: - krivolinijsko kretanje sa konstantnom modulom brzinom; - kretanje s ubrzanjem, tk. brzina mijenja smjer. Smjer centripetalnog ubrzanja i brzine. Kretanje tačke u krugu. Kretanje tijela u krugu konstantne brzine po modulu.

"Kretanje tijela u ravni" - Procijenite dobijene vrijednosti nepoznatih veličina. Zamijenite numeričke podatke u opšte rješenje, izvršite proračune. Napravite crtež, prikazujući na njemu tijela u interakciji. Izvršite analizu interakcije tijela. Ftr. Kretanje tijela po kosoj ravni bez sile trenja. Proučavanje kretanja tijela duž nagnute ravni.

"Podrška i pokret" - Hitna pomoć dovezla je pacijenta. Vitak, okruglih ramena, jak, jak, debeo, nespretan, okretan, bled. Situacija u igri “Konzit doktora”. Spavajte na tvrdom krevetu sa niskim jastukom. Podrška tijela i kretanje. Pravila za održavanje pravilnog držanja. Pravilno držanje kada stojite. Kosti djece su mekane i elastične.

"Svemirska brzina" - V1. SSSR. Zbog toga. 12. aprila 1961 Poruka vanzemaljskim civilizacijama. Treća kosmička brzina. Na brodu Voyager 2 nalazi se disk sa naučnim informacijama. Proračun prve kosmičke brzine na površini Zemlje. Prvi let sa ljudskom posadom u svemir. Putanja Voyagera 1. Putanja kretanja tijela koja se kreću malom brzinom.

"Dinamika tijela" - Šta je osnova dinamike? Dinamika je grana mehanike koja razmatra uzroke kretanja tijela (materijalne tačke). Newtonovi zakoni su primjenjivi samo za inercijalne referentne okvire. Referentni okviri u kojima je zadovoljen Njutnov prvi zakon nazivaju se inercijalni. Dynamics. Koji su referentni okviri za Newtonove zakone?

Ukupno ima 20 prezentacija u ovoj temi