Pretvarač dužine i udaljenosti Pretvarač mase Pretvarač mase i volumena hrane Pretvarač površine Pretvarač volumena i receptura Pretvarač jedinica Pretvarač temperature Pretvarač tlaka, naprezanja, Youngovog modula Pretvarač energije i rada Pretvarač snage Pretvarač sile Pretvarač vremena Pretvarač linearne brzine Pretvarač ravnog kuta Pretvarač toplinske učinkovitosti i učinkovitosti goriva brojeva u različitim brojevnim sustavima Pretvarač mjernih jedinica količine informacija Tečaj valuta Dimenzije ženske odjeće i obuće Dimenzije muške odjeće i obuće Pretvarač kutne brzine i frekvencije rotacije Pretvarač ubrzanja Pretvarač kutnog ubrzanja Pretvarač gustoće Pretvarač specifičnog volumena Pretvarač momenta tromosti Moment pretvarač sile Pretvarač momenta Pretvarač specifične kalorične vrijednosti (po masi) Pretvarač gustoće energije i specifične kalorične vrijednosti goriva (po volumenu) Pretvarač temperaturne razlike Pretvarač koeficijenta Koeficijent toplinskog širenja Pretvarač toplinskog otpora Pretvarač toplinske vodljivosti Pretvarač specifičnog toplinskog kapaciteta Pretvarač izloženosti energiji i snage zračenja Pretvarač gustoće toplinskog toka Pretvarač koeficijenta prijenosa topline Pretvarač volumenskog protoka Pretvarač masenog protoka Pretvarač molarnog protoka Pretvarač masenog toka Pretvarač gustoće molarne koncentracije Pretvarač kinematičke viskoznosti Pretvarač površinske napetosti Pretvarač propusnosti pare i brzine prijenosa pare Pretvarač razine zvuka Pretvarač osjetljivosti mikrofona Pretvarač razine zvučnog tlaka (SPL) Pretvarač razine zvučnog tlaka s odabirom referentnog tlaka Pretvarač svjetline Pretvarač svjetlosnog intenziteta Pretvarač osvjetljenja Grafikon pretvarača rezolucije računala Pretvarač frekvencije i valne duljine Pretvarač snage u dioptriju x i žarišna duljina Dioptrija i povećanje leće (×) Pretvarač električnog naboja Pretvarač linearne gustoće naboja Pretvarač površinske gustoće naboja Pretvarač volumenske gustoće naboja Pretvarač električne struje Pretvarač linearne gustoće struje Pretvarač površinske gustoće struje Pretvarač jakosti električnog polja Pretvarač elektrostatskog potencijala i napona Pretvarač električnog otpora Pretvarač električnog otpora Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač induktiviteta kapaciteta US Pretvarač promjera žice Razine u dBm (dBm ili dBmW), dBV (dBV), vatima itd. jedinice Pretvarač magnetomotorne sile Pretvarač jakosti magnetskog polja Pretvarač magnetskog toka Pretvarač magnetske indukcije Zračenje. Pretvarač brzine apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja u radioaktivnost. Zračenje pretvarača radioaktivnog raspada. Pretvarač doze zračenja. Pretvarač apsorbirane doze Pretvarač decimalnog prefiksa Prijenos podataka Tipografski i slikovni pretvarač Pretvarač jedinica Pretvarač jedinica Obujam drveta Izračun molarne mase Periodni sustav kemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva

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

Početna vrijednost

Pretvorena vrijednost

metar u sekundi metar na sat metar u minuti kilometar na sat kilometar u minuti kilometri u sekundi centimetar na sat centimetar u minuti centimetar u sekundi milimetar na sat milimetar u minuti milimetar u sekundi stopa na sat stopa u minuti stopa u sekundi jardi na sat jardi po minuta jard u sekundi milja na sat milja u minuti milja u sekundi čvor čvor (brit.) brzina svjetlosti u vakuumu prva svemirska brzina druga svemirska brzina treća svemirska brzina brzina zemljine rotacije brzina zvuka u slatkoj vodi brzina zvuka u morskoj vodi (20°C) , dubina 10 metara) Machov broj (20°C, 1 atm) Machov broj (SI standard)

Toplinska učinkovitost i ekonomičnost goriva

Više o brzini

Opće informacije

Brzina je mjera prijeđene udaljenosti u određenom vremenu. Brzina može biti skalarna veličina ili vektorska vrijednost - uzima se u obzir smjer gibanja. Brzina kretanja po ravnoj liniji naziva se linearna, a po kružnici - kutna.

Mjerenje brzine

Prosječna brzina v pronaći dijeljenjem ukupne prijeđene udaljenosti ∆ x za ukupno vrijeme ∆ t: v = ∆x/∆t.

U SI sustavu brzina se mjeri u metrima u sekundi. Također se često koriste kilometri na sat u metričkom sustavu i milje na sat u SAD-u i Velikoj Britaniji. Kada je uz magnitudu naznačen i smjer, npr. 10 metara u sekundi prema sjeveru, tada govorimo o vektorskoj brzini.

Brzina tijela koja se kreću ubrzano može se pronaći pomoću formula:

• a, s početnom brzinom u tijekom razdoblja ∆ t, ima konačnu brzinu v = u + a×∆ t.
• Tijelo koje se kreće konstantnom akceleracijom a, s 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 obično se mjeri u elastičnom mediju i iznosi 343,2 metra u sekundi u suhom zraku na 20°C. Brzina zvuka najmanja je u plinovima, a najveća u krutim tvarima. Ovisi o gustoći, elastičnosti i modulu smicanja tvari (koji označava stupanj deformacije tvari pod opterećenjem smicanja). Machov broj M je omjer brzine tijela u tekućem 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. Machov broj se obično koristi za određivanje brzina bliskih brzini zvuka, kao što su brzine zrakoplova. Ova vrijednost nije konstantna; ovisi o stanju medija, koji pak ovisi o tlaku i temperaturi. Nadzvučna brzina - brzina veća od 1 Macha.

Brzina vozila

Ispod su neke brzine vozila.

• Putnički zrakoplov s turboventilatorskim motorima: brzina krstarenja putničkog zrakoplova je od 244 do 257 metara u sekundi, što odgovara 878–926 kilometara na sat ili M = 0,83–0,87.
• Vlakovi velikih brzina (poput Shinkansena u Japanu): Ovi vlakovi postižu najveću brzinu od 36 do 122 metra u sekundi, tj. 130 do 440 kilometara na sat.

životinjska brzina

Maksimalne brzine nekih životinja približno su jednake:

ljudska brzina

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

Primjeri različitih brzina

četverodimenzionalna brzina

U klasičnoj mehanici vektorska brzina se mjeri u trodimenzionalnom prostoru. Prema posebnoj teoriji relativnosti prostor je četverodimenzionalan, au mjerenju brzine u obzir se uzima i četvrta dimenzija prostor-vrijeme. Ta se brzina naziva četverodimenzionalna brzina. Njegov smjer se može mijenjati, ali veličina je konstantna i jednaka c, što je brzina svjetlosti. Četverodimenzionalna brzina je definirana kao

U = ∂x/∂τ,

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

grupna brzina

Grupna brzina je brzina širenja valova, koja opisuje brzinu širenja skupine valova i određuje brzinu prijenosa energije vala. Može se izračunati kao ∂ ω /∂k, gdje k je valni broj, i ω - kutna frekvencija. K mjereno u radijanima/metar, i skalarna frekvencija valnih oscilacija 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 tom stanju jača od sila koje drže molekule tvari na okupu prilikom sudara s drugim tijelima. Pri ultra velikim hipersoničnim brzinama dva čvrsta tijela koja se sudaraju pretvaraju se u plin. U svemiru se tijela kreću upravo ovom brzinom, a inženjeri koji projektiraju svemirske letjelice, orbitalne stanice i svemirska odijela moraju uzeti u obzir mogućnost sudara stanice ili astronauta sa svemirskim otpadom i drugim objektima tijekom rada u svemiru. U takvom sudaru strada koža letjelice i odijelo. Dizajneri opreme provode pokuse hipersoničnog sudara u posebnim laboratorijima kako bi utvrdili koliko snažne udarne odijela mogu izdržati, kao i obloge i druge dijelove letjelice, kao što su spremnici goriva i solarni paneli, testirajući njihovu čvrstoću. Da bi se to postiglo, svemirska odijela i koža podvrgavaju se udarcima raznih predmeta iz posebne instalacije s nadzvučnom brzinom većom od 7500 metara u sekundi.

Naš planet. Objekt će se tada kretati neravnomjerno i neravnomjerno ubrzano. To je zato što ubrzanje i brzina u ovom slučaju neće zadovoljiti uvjete s konstantnom brzinom/ubrzanjem u smjeru i veličini. Ova dva vektora (brzina i akceleracija) dok se kreću po orbiti stalno će mijenjati svoj smjer. Stoga se takvo gibanje ponekad naziva i gibanje stalnom brzinom po kružnoj orbiti.

Prva kozmička je brzina koju treba dati tijelu da bi se dovelo u kružnu orbitu. Istodobno će postati slična Drugim riječima, prva kozmička je brzina, dosegnuvši koju tijelo koje se kreće iznad Zemljine površine neće pasti na nju, već će nastaviti kružiti.

Radi praktičnosti izračuna, ovo gibanje se može smatrati kao da se događa u neinercijalnom referentnom okviru. Tada se može smatrati da tijelo u orbiti miruje, jer će na njega djelovati dva i gravitacija. Stoga ćemo prvu izračunati uzimajući u obzir jednakost ovih dviju sila.

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

Osim prve svemirske brzine, postoje druga i treća brzina. Svaka od kozmičkih brzina izračunava se prema određenim formulama i fizički se tumači kao brzina kojom bilo koje tijelo lansirano s površine planeta Zemlje postaje ili umjetni satelit (to će se dogoditi kada se postigne prva kozmička brzina), ili napušta Zemljino gravitacijsko polje (to se događa pri drugoj kozmičkoj brzini), ili napustiti Sunčev sustav, prevladavajući privlačnost Sunca (to se događa pri trećoj kozmičkoj brzini).

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

Ranije su znanstvenici vjerovali da je kretanje planeta ravnomjerno i da se odvija u krugu. I tek je I. Kepler utvrdio pravi oblik njihovih orbita i obrazac po kojem se brzine kretanja nebeskih tijela mijenjaju dok se okreću oko Sunca.

Pojam kozmičke brzine (prva, druga ili treća) koristi se kada se računa kretanje umjetnog tijela u bilo kojem planetu ili njegovom prirodnom satelitu, kao i Suncu. Na taj način možete odrediti kozmičku brzinu, na primjer, za Mjesec, Veneru, Merkur i druga nebeska tijela. Te se brzine moraju izračunati pomoću formula koje uzimaju u obzir masu nebeskog tijela čiju silu gravitacije treba nadvladati

Treću kozmičku možemo odrediti na temelju uvjeta da letjelica mora imati paraboličnu putanju gibanja u odnosu na Sunce. Da biste to učinili, tijekom lansiranja blizu površine Zemlje i na visini od oko dvjesto kilometara, njegova brzina bi trebala biti približno 16,6 kilometara u sekundi.

Sukladno tome, kozmičke brzine mogu se 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 odnosno 10,4 kilometara u sekundi.

Ako se određenom tijelu zada brzina jednaka prvoj kozmičkoj brzini, ono neće pasti na Zemlju, već će postati umjetni satelit koji se kreće po kružnoj orbiti blizu Zemlje. Podsjetimo se da bi ta brzina trebala biti okomita na smjer prema središtu Zemlje i jednake veličine
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− polumjer Zemlje.

Može li tijelo u potpunosti prekinuti gravitacijske lance koji ga "vezuju" za Zemlju? Ispostavilo se da može, ali za to ga treba "baciti" još većom brzinom. Minimalna početna brzina koju je potrebno javiti tijelu na površini Zemlje da bi ono svladalo zemljinu gravitaciju naziva se druga kozmička brzina. Pronađimo njegov smisao vII.
Kada se tijelo udalji od Zemlje, sila privlačenja vrši negativan rad, uslijed čega se kinetička energija tijela smanjuje. Istodobno se smanjuje i sila privlačenja. Ako kinetička energija padne na nulu prije nego što sila privlačenja postane nula, tijelo će se vratiti natrag 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 teoremu o kinetičkoj energiji, 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 privlačne sile.
Dakle, za izračunavanje druge kozmičke brzine potrebno je pronaći rad sile privlačenja tijela prema Zemlji kada se tijelo udalji od površine Zemlje na beskonačno veliku udaljenost. Koliko god se činilo iznenađujuće, ovaj rad uopće nije beskonačno velik, unatoč činjenici da se čini da je kretanje tijela beskonačno veliko. Razlog tome je smanjenje privlačne sile kako se tijelo udaljava od Zemlje. Koliki je rad koji obavlja sila privlačnosti?
Iskoristimo značajku da rad gravitacijske sile ne ovisi o obliku putanje tijela i razmotrimo najjednostavniji slučaj – tijelo se udaljava od Zemlje duž pravca koji prolazi središtem Zemlje. Ovdje prikazana slika prikazuje globus i tijelo mase m, koji se kreće u smjeru označenom strelicom.

Prvo nađi posao A 1, što iz proizvoljne točke čini silu privlačenja na vrlo malom području N do točke N 1. Udaljenosti tih točaka od središta Zemlje označit ćemo sa r i r1, odnosno, tako raditi A 1 bit će jednako
A 1 = -F(r 1 - r) = F(r - r 1).
Ali koje je značenje snage F treba zamijeniti u ovu formulu? Jer se mijenja od točke do točke: N jednako je GmM/r 2 (M je masa Zemlje), u točki N 1 − GmM/r 1 2.
Očito, trebate uzeti prosječnu vrijednost ove sile. Budući da su udaljenosti r i r1, malo razlikuju jedna od druge, tada kao prosjek možemo uzeti vrijednost sile u nekoj srednjoj točki, na primjer, tako da
r cp 2 = rr 1.
Onda dobivamo
A 1 = GmM(r − r 1)/(rr 1) = GmM(1/r 1 − 1/r).
Raspravljajući na isti način, nalazimo da 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 mjestu 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 točke na drugu određen je razlikom međusobnih udaljenosti od tih točaka do središta Zemlje. Sada je lako pronaći i sav posao ALI pri pomicanju tijela s 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 doista nije beskonačno veliko.
Zamjenom dobivenog izraza za ALI u formulu
mv II 2 /2 = −GmM/R,
nađi vrijednost druge kozmičke brzine:
v II = √(−2A/m) = √(2GM/R) = √(2gR) = 11,2 km/s.
To pokazuje da je druga kozmička brzina u √{2} puta veća od prve kozmičke brzine:
vII = √(2)vI.
U našim izračunima nismo uzeli u obzir činjenicu da naše tijelo stupa u interakciju ne samo sa Zemljom, već i s drugim svemirskim objektima. A prije svega – Suncem. Dobivši početnu brzinu jednaku vII, tijelo će moći svladati gravitaciju prema Zemlji, ali neće postati istinski slobodno, već će se pretvoriti u satelit Sunca. Međutim, ako se tijelo u blizini površine Zemlje obavijesti o trećoj kozmičkoj brzini tzv vIII = 16,6 km/s, tada će moći nadvladati silu privlačenja Sunca.
Pogledajte primjer

02.12.2014

Lekcija 22 (10. razred)

Tema. Umjetni sateliti Zemlje. razvoj astronautike.

O kretanju bačenih tijela

Godine 1638. u Leidenu je objavljena Galileova knjiga "Razgovori i matematički dokazi koji se tiču ​​dvije nove grane znanosti". Četvrto poglavlje ove knjige zvalo se "O gibanju bačenih tijela". Ne bez poteškoća, uspio je uvjeriti ljude da u bezzračnom prostoru "zrno olova treba pasti istom brzinom kao i topovska kugla". Ali kada je Galileo rekao svijetu da je đule koje je izletjelo iz topa u vodoravnom smjeru bilo u letu isto toliko vremena kao i đule koje je jednostavno ispalo iz cijevi na tlo, nisu mu vjerovali . U međuvremenu, ovo je istina: tijelo bačeno s određene visine u vodoravnom smjeru kreće se prema tlu za isto vrijeme kao da je jednostavno palo okomito prema dolje s iste visine.
Da bismo to provjerili, koristit ćemo uređaj, čiji je princip rada prikazan na slici 104, a. Nakon udarca čekićem M na elastičnoj ploči P loptice počinju padati i, unatoč razlici u putanjama, istovremeno dolaze do tla. Slika 104b prikazuje stroboskopsku fotografiju padajućih loptica. Da bi se dobila ova fotografija, eksperiment je izveden u mraku, a kuglice su osvijetljene u pravilnim intervalima jakim bljeskom svjetla. Pritom je zatvarač kamere bio otvoren sve dok kuglice nisu pale na tlo. Vidimo da su u istom trenutku kada su se pojavili bljeskovi svjetlosti obje lopte bile na istoj visini i isto tako su istovremeno dospjele do tla.

Vrijeme slobodnog pada h(u blizini površine Zemlje) može se pronaći 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, dobivamo

Isto vrijeme bit će u letu i tijelo bačeno s iste visine u vodoravnom smjeru. U tom slučaju, prema Galileju, "jednolikom nesmetanom kretanju dodaje se još jedno, uzrokovano gravitacijom, zbog čega nastaje složeno gibanje koje se sastoji od jednolikih horizontalnih i prirodno ubrzanih gibanja."
Tijekom vremena određenog izrazom (44.1), krećući se u vodoravnom smjeru brzinom v0(tj. brzinom kojom je bačeno), tijelo će se pomaknuti vodoravno na udaljenost

Iz ove formule proizlazi da domet leta tijela bačenog u vodoravnom smjeru proporcionalan je početnoj brzini tijela i raste s visinom izbačaja.
Da bismo saznali kojom putanjom se tijelo kreće u ovom slučaju, prijeđimo na eksperiment. Na slavinu za vodu pričvrstimo gumenu cijev opremljenu vrhom i usmjerimo mlaz vode u vodoravnom smjeru. U tom će se slučaju čestice vode 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 raspon leta čestica vode (Sl. 105), međutim, u svim slučajevima, vodeni mlaz će imati oblik parabole. Da biste to provjerili, iza mlaza treba postaviti ekran s prethodno iscrtanim parabolama. Vodeni mlaz će točno odgovarati linijama prikazanim na ekranu.

Tako, slobodno padajuće tijelo s horizontalnom početnom brzinom giba se po paraboličnoj putanji.
Po parabola tijelo će se pomaknuti i kad se baci pod nekim oštrim kutom u odnosu na horizont. Raspon leta u ovom slučaju ovisit će ne samo o početnoj brzini, već io kutu pod kojim je usmjeren. Provodeći pokuse s mlazom vode, može se utvrditi da se najveći dolet leta postiže kada početna brzina čini kut od 45 ° s horizontom (slika 106).

Pri velikim brzinama gibanja tijela treba uzeti u obzir otpor zraka. Dakle, domet leta metka i projektila u stvarnim uvjetima nije isti kao što proizlazi iz formula koje vrijede za kretanje u bezzračnom prostoru. Tako bi, primjerice, pri početnoj brzini metka od 870 m/s i kutu od 45°, u nedostatku otpora zraka, domet leta bio približno 77 km, dok u stvarnosti ne prelazi 3,5 km.

prva kozmička brzina

Izračunajmo brzinu koju treba dojaviti umjetnom satelitu Zemlje da bi se kretao po kružnoj orbiti na visini h nad zemljom.
Na velikim visinama zrak je vrlo razrijeđen i pruža mali otpor tijelima koja se u njemu kreću. Stoga možemo pretpostaviti da na satelit djeluje samo gravitacijska sila usmjerena prema središtu Zemlje ( sl.4.4).

Prema drugom Newtonovom zakonu.
Centripetalna akceleracija satelita određena je formulom , gdje h je visina satelita iznad Zemljine površine. Sila koja djeluje na satelit, prema zakonu univerzalne gravitacije, određena je formulom , gdje M je masa zemlje.
Zamjena vrijednosti F i a u jednadžbu za drugi Newtonov zakon, dobivamo

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

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

Ako se takva brzina da tijelu u vodoravnom smjeru blizu površine Zemlje, ono će u nedostatku atmosfere postati umjetni satelit Zemlje, kružeći oko nje u kružnoj orbiti.
Samo dovoljno snažne svemirske rakete mogu priopćiti takvu brzinu satelitima. Trenutno tisuće umjetnih satelita kruže oko Zemlje.
Bilo koje tijelo može postati umjetni satelit drugog tijela (planete) ako mu odredite potrebnu brzinu.

Kretanje umjetnih satelita

U Newtonovim djelima može se pronaći prekrasan crtež koji pokazuje kako je moguće prijeći s jednostavnog pada tijela duž parabole na orbitalno gibanje tijela oko Zemlje (slika 107). “Kamen bačen na tlo”, napisao je Newton, “pod djelovanjem gravitacije skrenut će s ravne putanje i, nakon što je opisao zakrivljenu putanju, konačno će pasti na Zemlju. Ako ga bacite većom brzinom, padat će dalje.” Nastavljajući ova razmatranja, lako je doći do zaključka da ako se kamen baci s visoke planine dovoljno velikom brzinom, tada bi njegova putanja mogla postati takva da uopće ne bi pao na Zemlju, pretvarajući se u umjetni satelit.

Najmanja brzina koju treba dati tijelu blizu površine Zemlje da bi se ono pretvorilo u umjetni satelit naziva se prva kozmička brzina.
Za lansiranje umjetnih satelita koriste se rakete koje podižu satelit na zadanu visinu i govore mu potrebnu brzinu u horizontalnom smjeru. Nakon toga satelit se odvaja od rakete nosača i nastavlja dalje kretanje samo pod utjecajem gravitacijskog polja Zemlje. (Ovdje zanemarujemo utjecaj Mjeseca, Sunca i drugih planeta.) Akceleracija koju ovo polje prenosi na satelit je akceleracija slobodnog pada g. S druge strane, budući da se satelit giba po kružnoj orbiti, to je ubrzanje centripetalno i stoga je jednako omjeru kvadrata brzine satelita i polumjera njegove orbite. Na ovaj način,

Gdje

Zamjenom izraza (43.1) ovdje dobivamo

Imamo formulu kružna brzina satelit , tj. takvu brzinu koju ima satelit krećući se po kružnoj orbiti polumjera r na visokom h s površine zemlje.
Da bismo pronašli prvu svemirsku brzinu v1, treba uzeti u obzir da je definirana kao brzina satelita u blizini površine Zemlje, tj. h< i r≈R3. Uzimajući to u obzir u formuli (45.1), dobivamo

Zamjenom brojčanih podataka u ovu formulu dolazi se do sljedećeg rezultata:

Prvi put je bilo moguće reći tijelu tako ogromnu brzinu tek 1957. godine, kada je prvi na svijetu lansiran u SSSR-u pod vodstvom S.P. Koroleva umjetni zemaljski satelit(skraćeno AES). Lansiranje ovog satelita (sl. 108) rezultat je iznimnih dostignuća na području raketne tehnike, elektronike, automatskog upravljanja, računalne 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 raketa-nosača.
Trenutno je lansiranje umjetnih satelita uobičajeno, a međunarodna suradnja odavno je raširena u praksi istraživanja svemira.
Sateliti lansirani u različitim zemljama mogu se podijeliti prema namjeni u dvije klase:
1. Istraživački sateliti. Osmišljeni su za proučavanje Zemlje kao planeta, njezine gornje atmosfere, svemira blizu Zemlje, Sunca, zvijezda i međuzvjezdanog medija.
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 namijenjen za ljudski let uključuje zrakoplove s posadom satelitski brodovi i orbitalne stanice.
Osim satelita koji rade u orbitama oko Zemlje, oko Zemlje kruže i tzv. pomoćni objekti: posljednji stupnjevi raketa-nosača, oklopi i neki drugi dijelovi koji se odvajaju od satelita kada se izbace u orbitu.
Imajte na umu da zbog ogromnog otpora zraka u blizini površine Zemlje, satelit se ne može lansirati prenisko. Na primjer, na visini od 160 km može napraviti samo jednu revoluciju, nakon čega se smanjuje i izgara u gustim slojevima atmosfere. Zbog toga je prvi umjetni Zemljin satelit, lansiran u orbitu na visini od 228 km, trajao samo tri mjeseca.
Kako se nadmorska visina povećava, atmosferski otpor se smanjuje i h>300 km postaje zanemarivo.
Postavlja se pitanje: što će se dogoditi ako se satelit lansira brzinom većom od prve svemirske? Izračuni pokazuju da ako je višak beznačajan, tada tijelo ostaje umjetni satelit Zemlje, ali se više ne kreće u krugu, već duž eliptični orbita. Povećanjem brzine orbita satelita postaje sve izduženija, dok se konačno ne "prelomi", prelazeći u otvorenu (paraboličnu) putanju (sl. 109).

Najmanja brzina koju treba dati tijelu blizu površine Zemlje da bi je napustilo krećući se otvorenom putanjom naziva se druga kozmička brzina.
Druga kozmička brzina je √2 puta veća od prve kozmičke:

Ovom brzinom tijelo napušta područje gravitacije i postaje satelit Sunca.
Da biste nadvladali privlačnost Sunca i napustili Sunčev sustav, morate razviti još veću brzinu - treći prostor. Treća izlazna brzina je 16,7 km/s. Približno takvom brzinom automatska međuplanetarna postaja "Pioneer-10" (SAD) 1983. godine prvi je put u povijesti čovječanstva izašla izvan Sunčevog sustava i sada leti prema Barnardovoj zvijezdi.

Primjeri rješavanja problema

Zadatak 1. Tijelo je bačeno okomito uvis brzinom 25 m/s. Odrediti visinu penjanja i vrijeme leta.

Zadano: 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)

Riža. 1. Izbor referentnog sustava

Prvo moramo odabrati referentni okvir. Referentni sustav odaberite onaj koji je povezan s tlom, početna točka gibanja označena je s 0. Os Oy usmjerena je okomito prema gore. Brzina je usmjerena prema gore i poklapa se u smjeru s osi Oy. Ubrzanje slobodnog pada usmjereno je prema dolje duž iste osi.

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

Slijedeći korak. Imajte na umu da će konačna koordinata, na kraju, kada se tijelo podigne na neku visinu i zatim padne natrag na tlo, biti 0. Početna koordinata je također 0: 0=0+25 . t-5 . t2.

Ako riješimo ovu jednadžbu, dobit ćemo vrijeme: 5t=25; t=5 s.

Odredimo sada maksimalnu visinu dizanja. Prvo odredimo vrijeme podizanja tijela do gornje točke. Za to koristimo jednadžbu brzine: .

Jednadžbu smo napisali u općem obliku: 0=25-10 . t1,t 1 \u003d 2,5 s.

Kada zamijenimo nama poznate vrijednosti, dobivamo da je vrijeme podizanja tijela, vrijeme t 1 2,5 s.

Ovdje bih želio napomenuti da je cijelo vrijeme leta 5 s, a vrijeme uspona do maksimalne točke 2,5 s. To znači da se tijelo diže točno onoliko vremena koliko će zatim pasti natrag na tlo. Sada upotrijebimo jednadžbu koju smo već koristili, zakon gibanja. U ovom slučaju umjesto konačne koordinate stavljamo H, tj. maksimalna visina dizanja: H=0+25. 2,5-5. 2,5 2 =31,25 (m).

Nakon što smo napravili jednostavne izračune, dobivamo da će maksimalna visina tijela biti 31,25 m. Odgovor: t=5c; H=31,25 (m).

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

Zadatak 2. Odredite visinu iznad razine tla na kojoj ubrzanje gravitacije smanjuje se na pola.

Zadano: Rješenje:

R W \u003d 6400 km; ;

.

H-? Odgovor: H ≈ 2650 km.

Za rješavanje ovog problema potreban nam je možda jedan jedini podatak. Ovo je polumjer Zemlje. To je jednako 6400 km.

Ubrzanje gravitacije određuje se 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 te količine podijelimo jednu s drugom, dobit ćemo sljedeće: .

Konstantne vrijednosti se smanjuju, tj. gravitacijska konstanta i masa Zemlje, ali polumjer Zemlje i visina ostaju, a taj omjer je 2.

Transformirajući sada dobivene jednadžbe, nalazimo visinu: .

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

Zadatak 3.Tijelo se giba po luku polumjera 20 cm brzinom 10 m/s. Odredite centripetalno ubrzanje.

Zadano: SI rješenje:

R=20 cm 0,2 m

V=10 m/s

i C - ? Odgovor: a C = .

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

"Jednomjerno i neravnomjerno kretanje" - t 2. Neravnomjerno kretanje. Jablonjevka. L 1. Uniforma i. L2. t 1. L3. Chistoozernoe. t 3. Jednoliko kretanje. =.

"Krivocrtno gibanje" - Centripetalno ubrzanje. JEDNOKREDNO GIBANJE TIJELA PO KRUGU Razlikujemo: - krivocrtno gibanje sa stalnom modulo brzinom; - kretanje s ubrzanjem, tk. brzina mijenja smjer. Smjer centripetalne akceleracije i brzine. Gibanje točke u kružnici. Kretanje tijela po kružnici konstantnom modulo brzinom.

"Gibanje tijela u ravnini" - Procijeniti dobivene vrijednosti nepoznatih veličina. Zamijeniti brojčane podatke u općem rješenju, izvršiti izračune. Napravite crtež, prikazujući na njemu tijela koja međusobno djeluju. Izvršiti analizu međudjelovanja tijela. Ftr. Gibanje tijela po kosoj ravnini bez sile trenja. Proučavanje gibanja tijela po kosoj ravnini.

"Potpora i kretanje" - Hitna pomoć nam je dovezla pacijenta. Vitak, okruglih ramena, snažan, snažan, debeo, nespretan, okretan, blijed. Situacija igre "Vijeće liječnika". Spavajte na tvrdom krevetu s niskim jastukom. Oslonac i pokret tijela. Pravila za održavanje pravilnog držanja. Ispravno držanje pri stajanju. Kosti djece su meke i elastične.

"Svemirska brzina" - V1. SSSR. Zato. 12. travnja 1961. godine Poruka izvanzemaljskim civilizacijama. Treća kozmička brzina. Na brodu Voyager 2 nalazi se disk sa znanstvenim informacijama. Proračun prve kozmičke brzine na površini Zemlje. Prvi let s ljudskom posadom u svemir. Putanja Voyagera 1. Putanja kretanja tijela koja se kreću malom brzinom.

"Dinamika tijela" - Što je osnova dinamike? Dinamika je grana mehanike koja razmatra uzroke gibanja tijela (materijalnih točaka). Newtonovi zakoni primjenjivi su samo za inercijalne referentne sustave. Referentni okviri u kojima je zadovoljen prvi Newtonov zakon nazivaju se inercijskim. Dinamika. Koji su referentni okviri za Newtonove zakone?

U temi je ukupno 20 prezentacija