Bộ chuyển đổi độ dài và khoảng cách Bộ chuyển đổi khối lượng Bộ chuyển đổi khối lượng thực phẩm và thức ăn Bộ chuyển đổi diện tích Bộ chuyển đổi khối lượng và công thức Bộ chuyển đổi nhiệt độ Bộ chuyển đổi áp suất, căng thẳng, Young's Modulus Bộ chuyển đổi năng lượng và công việc Bộ chuyển đổi lực Bộ chuyển đổi thời gian Bộ chuyển đổi tốc độ tuyến tính Bộ chuyển đổi góc phẳng Bộ chuyển đổi hiệu suất nhiệt và hiệu suất nhiên liệu của các số trong các hệ thống số khác nhau Bộ chuyển đổi đơn vị đo lượng thông tin Tỷ giá tiền tệ Kích thước quần áo và giày nữ Kích thước quần áo và giày nam Bộ chuyển đổi tốc độ góc và tần số quay Bộ chuyển đổi gia tốc Bộ chuyển đổi gia tốc góc Bộ chuyển đổi mật độ Bộ chuyển đổi khối lượng riêng Bộ chuyển đổi quán tính Moment của bộ biến đổi lực Bộ biến đổi mômen Bộ chuyển đổi nhiệt lượng cụ thể (theo khối lượng) Mật độ năng lượng và bộ chuyển đổi nhiệt trị cụ thể (theo thể tích) Bộ chuyển đổi chênh lệch nhiệt độ Bộ chuyển đổi hệ số Hệ số giãn nở nhiệt Bộ chuyển đổi điện trở nhiệt Bộ chuyển đổi nhiệt độ dẫn nhiệt Bộ chuyển đổi dung lượng nhiệt riêng Bộ chuyển đổi năng lượng tiếp xúc và bức xạ Bộ chuyển đổi nhiệt lượng Bộ chuyển đổi mật độ nhiệt Bộ chuyển đổi hệ số nhiệt Bộ chuyển đổi khối lượng Bộ chuyển đổi lưu lượng Bộ chuyển đổi lưu lượng mol Bộ chuyển đổi mật độ khối Bộ chuyển đổi nồng độ mol Bộ chuyển đổi nồng độ khối lượng trong dung dịch Bộ chuyển đổi động ( Bộ chuyển đổi độ nhớt động học Bộ chuyển đổi độ căng bề mặt Bộ chuyển đổi độ ẩm bề mặt Bộ chuyển đổi độ thấm hơi và bộ chuyển đổi tốc độ hơi Bộ chuyển đổi mức độ âm thanh Bộ chuyển đổi mức độ nhạy micrô Bộ chuyển đổi mức độ nhạy âm thanh Bộ chuyển đổi mức áp suất âm thanh với bộ chuyển đổi áp suất tham chiếu có thể lựa chọn Bộ chuyển đổi độ sáng Bộ chuyển đổi cường độ sáng Đồ thị Bộ chuyển đổi tần số và bước sóng Công suất đến Diopter x và Độ dài tiêu cự Bộ chuyển đổi điện áp và độ phóng đại ống kính (×) Bộ chuyển đổi điện tích Bộ chuyển đổi mật độ điện tích tuyến tính Bộ chuyển đổi mật độ điện tích bề mặt Bộ chuyển đổi mật độ điện tích lớn Bộ chuyển đổi mật độ dòng điện Bộ chuyển đổi mật độ dòng điện bề mặt Bộ chuyển đổi cường độ điện trường Bộ chuyển đổi điện thế và điện áp Bộ chuyển đổi điện trở Bộ chuyển đổi điện trở suất Bộ chuyển đổi độ dẫn điện Bộ chuyển đổi độ dẫn điện Bộ chuyển đổi điện dung Bộ chuyển đổi điện cảm Bộ chuyển đổi dây đo của Mỹ Các mức tính bằng dBm (dBm hoặc dBmW), dBV (dBV), watt, v.v. đơn vị Bộ biến đổi lực từ trường Bộ biến đổi cường độ từ trường Bộ biến đổi từ thông Bộ biến đổi cảm ứng từ Bức xạ. Bộ chuyển đổi liều lượng hấp thụ bức xạ ion hóa Độ phóng xạ. Phóng xạ chuyển đổi phân rã phóng xạ. Bức xạ Bộ chuyển đổi Liều lượng Phơi nhiễm. Bộ chuyển đổi liều hấp thụ Bộ chuyển đổi tiền tố thập phân Bộ chuyển đổi dữ liệu kiểu chữ và bộ xử lý hình ảnh Bộ chuyển đổi đơn vị khối lượng gỗ Tính toán khối lượng mol Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của D. I. Mendeleev

1 vận tốc thoát đầu tiên = 7899,9999999999 mét trên giây [m / s]

Giá trị ban đầu

Giá trị được chuyển đổi

mét trên giây mét trên giờ mét trên phút ki lô mét trên giờ ki lô mét trên phút kilômét trên giây centimet trên giờ centimet trên phút centimet trên giây milimet trên giờ milimet trên phút milimet trên giây foot mỗi giờ foot mỗi phút foot per giây yard mỗi giờ yard mỗi phút giây trên giây dặm trên giờ dặm trên phút dặm trên giây nút thắt (Anh) tốc độ ánh sáng trong chân không vận tốc không gian thứ nhất vận tốc vũ trụ thứ ba vận tốc vũ trụ thứ ba vận tốc quay của trái đất tốc độ âm thanh trong nước ngọt tốc độ âm thanh trong nước biển (20 ° C , độ sâu 10 mét) Số Mach (20 ° C, 1 atm) Số Mach (tiêu chuẩn SI)

Hiệu suất nhiệt và hiệu quả nhiên liệu

Thông tin thêm về tốc độ

Thông tin chung

Tốc độ là thước đo quãng đường đi được trong một thời gian nhất định. Vận tốc có thể là một đại lượng vô hướng hoặc một giá trị vectơ - hướng của chuyển động được tính đến. Tốc độ chuyển động trong một đường thẳng được gọi là chuyển động thẳng, và trong một đường tròn - góc.

Đo tốc độ

tốc độ trung bình v tìm bằng cách chia tổng quãng đường đi được ∆ x trong tổng thời gian ∆ t: v = ∆x/∆t.

Trong hệ SI, tốc độ được đo bằng mét trên giây. Cũng thường được sử dụng là ki lô mét trên giờ trong hệ mét và dặm một giờ ở Hoa Kỳ và Vương quốc Anh. Khi, ngoài độ lớn, hướng cũng được chỉ ra, ví dụ, 10 mét trên giây về phía bắc, thì chúng ta đang nói về tốc độ vectơ.

Tốc độ của các vật thể chuyển động với gia tốc có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng các công thức:

• một, với tốc độ ban đầu u trong khoảng thời gian ∆ t, có tốc độ cuối cùng v = u + một×∆ t.
• Một cơ thể chuyển động với gia tốc không đổi một, với tốc độ ban đầu u và tốc độ cuối cùng v, có tốc độ trung bình ∆ v = (u + v)/2.

Tốc độ trung bình

Tốc độ ánh sáng và âm thanh

Theo thuyết tương đối, tốc độ ánh sáng trong chân không là tốc độ cao nhất mà năng lượng và thông tin có thể truyền đi. Nó được biểu thị bằng hằng số c và bằng c= 299.792.458 mét mỗi giây. Vật chất không thể di chuyển với tốc độ ánh sáng vì nó sẽ đòi hỏi một lượng năng lượng vô hạn, điều này là không thể.

Tốc độ âm thanh thường được đo trong môi trường đàn hồi và là 343,2 mét / giây trong không khí khô ở 20 ° C. Tốc độ truyền âm thấp nhất trong chất khí và cao nhất trong chất rắn. Nó phụ thuộc vào mật độ, độ đàn hồi và môđun cắt của chất (cho biết mức độ biến dạng của chất khi chịu tải trọng cắt). Số Mach M là tỷ số giữa tốc độ của cơ thể trong môi trường lỏng hoặc khí với tốc độ âm thanh trong môi trường này. Nó có thể được tính bằng công thức:

M = v/một,

ở đâu một là tốc độ của âm thanh trong môi trường và v là tốc độ của cơ thể. Số Mach thường được sử dụng để xác định tốc độ gần với tốc độ âm thanh, chẳng hạn như tốc độ máy bay. Giá trị này không phải là hằng số; nó phụ thuộc vào trạng thái của môi chất, đến lượt nó, phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ. Tốc độ siêu thanh - tốc độ vượt quá 1 Mach.

Tốc độ phương tiện

Dưới đây là một số tốc độ xe.

• Máy bay chở khách có động cơ phản lực cánh quạt: tốc độ bay của máy bay chở khách là từ 244 đến 257 mét / giây, tương ứng với 878–926 km / h hay M = 0,83–0,87.
• Tàu cao tốc (như Shinkansen ở Nhật Bản): Những chuyến tàu này đạt tốc độ tối đa từ 36 đến 122 mét một giây, tức là 130 đến 440 km một giờ.

tốc độ động vật

Tốc độ tối đa của một số động vật xấp xỉ bằng nhau:

tốc độ con người

• Con người đi bộ với tốc độ khoảng 1,4 mét một giây, hoặc 5 km một giờ và chạy với tốc độ khoảng 8,3 mét một giây, hoặc 30 km một giờ.

Ví dụ về các tốc độ khác nhau

tốc độ bốn chiều

Trong cơ học cổ điển, vectơ vận tốc được đo trong không gian ba chiều. Theo thuyết tương đối hẹp, không gian là bốn chiều và chiều thứ tư, không-thời gian, cũng được tính đến trong phép đo tốc độ. Tốc độ này được gọi là tốc độ bốn chiều. Hướng của nó có thể thay đổi, nhưng độ lớn không đổi và bằng c, là tốc độ ánh sáng. Tốc độ bốn chiều được định nghĩa là

U = ∂x / ∂τ,

ở đâu xđại diện cho đường thế giới - một đường cong trong không-thời gian mà cơ thể di chuyển và τ - "thời gian thích hợp", bằng khoảng thời gian dọc theo đường thế giới.

tốc độ nhóm

Vận tốc nhóm là vận tốc truyền sóng, nó mô tả vận tốc truyền của một nhóm sóng và xác định tốc độ truyền năng lượng của sóng. Nó có thể được tính là ∂ ω /∂k, ở đâu k là số sóng, và ω - tần số góc. Kđược đo bằng radian / mét và tần số vô hướng của dao động sóng ω - tính bằng radian trên giây.

Tốc độ siêu âm

Tốc độ siêu âm là tốc độ vượt quá 3000 mét / giây, tức là cao hơn nhiều lần so với tốc độ âm thanh. Các vật rắn chuyển động với tốc độ như vậy có được các đặc tính của chất lỏng, bởi vì do quán tính, tải trọng ở trạng thái này mạnh hơn lực giữ các phân tử vật chất lại với nhau khi va chạm với các vật thể khác. Ở tốc độ siêu âm cực cao, hai vật thể rắn va chạm nhau sẽ biến thành khí. Trong không gian, các vật thể di chuyển chính xác với tốc độ này và các kỹ sư thiết kế tàu vũ trụ, trạm quỹ đạo và bộ vũ trụ phải tính đến khả năng một nhà ga hoặc phi hành gia va chạm với các mảnh vỡ không gian và các vật thể khác khi làm việc trong không gian vũ trụ. Trong một vụ va chạm như vậy, da của phi thuyền và bộ đồ bị ảnh hưởng. Các nhà thiết kế thiết bị tiến hành các thí nghiệm va chạm siêu thanh trong các phòng thí nghiệm đặc biệt để xác định mức độ chịu được va đập mạnh của bộ quần áo cũng như da và các bộ phận khác của tàu vũ trụ, chẳng hạn như thùng nhiên liệu và tấm pin mặt trời, kiểm tra độ bền của chúng. Để làm được điều này, bộ đồ không gian và da phải chịu tác động của các vật thể khác nhau từ một hệ thống lắp đặt đặc biệt với tốc độ siêu thanh vượt quá 7500 mét / giây.

Hành tinh của chúng ta. Khi đó vật sẽ chuyển động không đều và gia tốc không đều. Điều này là do gia tốc và tốc độ trong trường hợp này sẽ không thỏa mãn các điều kiện với tốc độ / gia tốc không đổi về hướng và độ lớn. Hai vectơ này (vận tốc và gia tốc) khi chúng chuyển động dọc theo quỹ đạo sẽ luôn đổi hướng. Do đó, chuyển động như vậy đôi khi được gọi là chuyển động với tốc độ không đổi dọc theo quỹ đạo tròn.

Vũ trụ đầu tiên là tốc độ phải cung cấp cho cơ thể để đưa nó vào quỹ đạo tròn. Nói cách khác, vũ trụ thứ nhất là tốc độ mà một vật thể di chuyển trên bề mặt Trái đất sẽ không rơi xuống nó mà sẽ tiếp tục quay quanh quỹ đạo.

Để thuận tiện cho việc tính toán, chuyển động này có thể được coi là xảy ra trong hệ quy chiếu không quán tính. Khi đó, vật thể trên quỹ đạo có thể được coi là ở trạng thái nghỉ, vì hai và trọng lực sẽ tác động lên nó. Do đó, đầu tiên sẽ được tính toán bằng cách xem xét sự bằng nhau của hai lực lượng này.

Nó được tính toán theo một công thức nhất định, trong đó có tính đến khối lượng của hành tinh, khối lượng của cơ thể, hằng số hấp dẫn. Thay các giá trị đã biết vào một công thức nhất định, họ nhận được: tốc độ vũ trụ đầu tiên là 7,9 km / giây.

Ngoài tốc độ vũ trụ thứ nhất, còn có tốc độ thứ hai và thứ ba. Mỗi vận tốc vũ trụ được tính theo một số công thức nhất định và được hiểu về mặt vật lý là tốc độ mà bất kỳ vật thể nào phóng từ bề mặt hành tinh Trái đất trở thành vệ tinh nhân tạo (điều này sẽ xảy ra khi đạt đến tốc độ vũ trụ đầu tiên) hoặc rời khỏi Trường hấp dẫn của Trái đất (điều này xảy ra khi vận tốc vũ trụ thứ hai), hoặc rời khỏi hệ Mặt trời, vượt qua sức hút của Mặt trời (điều này xảy ra ở vận tốc vũ trụ thứ ba).

Khi đạt được tốc độ bằng 11,18 km / giây (không gian thứ hai), nó có thể bay tới các hành tinh trong hệ mặt trời: Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Thủy, Sao Thổ, Sao Mộc, Sao Hải Vương, Sao Thiên Vương. Nhưng để tiếp cận bất kỳ ai trong số họ, bạn cần phải tính đến chuyển động của họ.

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng chuyển động của các hành tinh là đồng đều và xảy ra theo hình tròn. Và chỉ I. Kepler mới xác lập được dạng thực của quỹ đạo của chúng và dạng thức mà tốc độ chuyển động của các thiên thể thay đổi khi chúng quay quanh Mặt trời.

Khái niệm vận tốc vũ trụ (thứ nhất, thứ hai hoặc thứ ba) được sử dụng khi tính toán chuyển động của một cơ thể nhân tạo trong bất kỳ hành tinh nào hoặc vệ tinh tự nhiên của nó, cũng như Mặt trời. Bằng cách này, bạn có thể xác định tốc độ vũ trụ, ví dụ, đối với Mặt trăng, Sao Kim, Sao Thủy và các thiên thể khác. Các vận tốc này phải được tính toán bằng các công thức có tính đến khối lượng của thiên thể, lực hấp dẫn của nó phải vượt qua

Vũ trụ thứ ba có thể được xác định dựa trên điều kiện tàu vũ trụ phải có quỹ đạo chuyển động parabol so với Mặt trời. Để làm được điều này, trong quá trình phóng gần bề mặt Trái đất và ở độ cao khoảng hai trăm km, tốc độ của nó phải xấp xỉ 16,6 km / giây.

Theo đó, vận tốc vũ trụ cũng có thể được tính toán cho bề mặt của các hành tinh khác và vệ tinh của chúng. Vì vậy, ví dụ, đối với Mặt trăng, không gian đầu tiên sẽ là 1,68 km / giây, không gian thứ hai - 2,38 km / giây. Vận tốc vũ trụ thứ hai của Sao Hỏa và Sao Kim lần lượt là 5,0 km / giây và 10,4 km / giây.

Nếu một vật thể nào đó được cho một vận tốc bằng vận tốc vũ trụ thứ nhất, thì nó sẽ không rơi xuống Trái đất, mà sẽ trở thành một vệ tinh nhân tạo chuyển động trên quỹ đạo tròn gần Trái đất. Nhớ lại rằng tốc độ này phải vuông góc với phương hướng vào tâm Trái đất và có độ lớn bằng
v I = √ (gR) = 7,9 km / s,
ở đâu g \ u003d 9,8 m / s 2- gia tốc rơi tự do của các vật thể gần bề mặt Trái đất, R = 6,4 × 10 6 m- bán kính của Trái đất.

Liệu một cơ thể có thể phá vỡ hoàn toàn chuỗi lực hấp dẫn "ràng buộc" nó với Trái đất? Nó chỉ ra rằng nó có thể, nhưng đối với điều này nó cần phải được "ném" với tốc độ lớn hơn. Tốc độ ban đầu tối thiểu phải được báo cáo cho cơ thể ở bề mặt Trái đất để nó vượt qua lực hấp dẫn của trái đất được gọi là vận tốc vũ trụ thứ hai. Hãy cùng tìm hiểu ý nghĩa của nó vII.
Khi vật thể di chuyển ra khỏi Trái đất, lực hút làm công việc tiêu cực, do đó động năng của vật thể giảm đi. Đồng thời, lực hút cũng giảm dần. Nếu động năng giảm xuống bằng không trước khi lực hút bằng không, vật thể sẽ quay trở lại Trái đất. Để ngăn điều này xảy ra, cần phải giữ cho động năng khác 0 cho đến khi lực hút biến mất. Và điều này chỉ có thể xảy ra ở một khoảng cách vô tận so với Trái đất.
Theo định lý động năng, độ thay đổi động năng của vật bằng công do lực tác dụng lên vật thực hiện. Đối với trường hợp của chúng tôi, chúng tôi có thể viết:
0 - mv II 2/2 = A,
hoặc
mv II 2/2 = −A,
ở đâu m là khối lượng của vật thể ném ra khỏi Trái đất, Một- công của lực hút.
Như vậy, để tính vận tốc vũ trụ thứ hai, cần tìm công của lực hút vật thể đối với Trái đất khi vật thể di chuyển ra khỏi bề mặt Trái đất một khoảng lớn vô hạn. Đáng ngạc nhiên là nó có vẻ như là công việc này không phải là lớn vô hạn, mặc dù thực tế là chuyển động của cơ thể dường như là lớn vô hạn. Lý do cho điều này là lực hút giảm khi vật thể di chuyển ra khỏi Trái đất. Công do lực hút thực hiện là công gì?
Chúng ta hãy sử dụng đặc điểm rằng công của lực hấp dẫn không phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo của vật thể, và xem xét trường hợp đơn giản nhất - vật thể chuyển động ra khỏi Trái đất dọc theo một đường đi qua tâm Trái đất. Hình vẽ ở đây cho thấy quả địa cầu và một khối vật thể m, di chuyển theo hướng được chỉ ra bởi mũi tên.

Tìm một công việc đầu tiên A 1, làm cho lực hút trong một khu vực rất nhỏ từ một điểm tùy ý Nđến điểm N 1. Khoảng cách của những điểm này đến tâm Trái đất sẽ được ký hiệu bằng r và r1 tương ứng, vì vậy làm việc A 1 sẽ bằng
A 1 = -F (r 1 - r) = F (r - r 1).
Nhưng ý nghĩa của sức mạnh là gì F nên được thay thế vào công thức này? Bởi vì nó thay đổi từ điểm này sang điểm khác: N nó bằng GmM / r 2 (M là khối lượng của Trái đất), tại điểm N 1 − GmM / r 1 2.
Rõ ràng, bạn cần phải lấy giá trị trung bình của lực này. Kể từ khi khoảng cách r và r1, khác nhau một chút, sau đó là giá trị trung bình, chúng ta có thể lấy giá trị của lực tại một điểm giữa nào đó, chẳng hạn như
r cp 2 = rr 1.
Sau đó, chúng tôi nhận được
A 1 = GmM (r - r 1) / (rr 1) = GmM (1 / r 1 - 1 / r).
Lập luận theo cách tương tự, chúng tôi thấy rằng trên phân khúc N 1 N 2 công việc đã hoàn thành
A 2 = GmM (1 / r 2 - 1 / r 1),
Vị trí trên N 2 N 3 Công việc là
A 3 = GmM (1 / r 3 - 1 / r 2),
và trên trang web NN 3 Công việc là
A 1 + A 2 + A 2 = GmM (1 / r 3 - 1 / r).
Mô hình rất rõ ràng: công của lực hút khi di chuyển một vật thể từ điểm này sang điểm khác được xác định bởi sự khác biệt về khoảng cách tương hỗ từ những điểm này đến tâm Trái đất. Giờ đây, thật dễ dàng tìm thấy và tất cả công việc NHƯNG khi di chuyển một vật thể từ bề mặt Trái đất ( r = R) trên một khoảng cách vô hạn ( r → ∞, 1 / r = 0):
A = GmM (0 - 1 / R) = −GmM / R.
Có thể thấy, công trình này quả thực có quy mô không hề nhỏ.
Thay thế biểu thức kết quả cho NHƯNG vào công thức
mv II 2/2 = −GmM / R,
tìm giá trị của vận tốc vũ trụ thứ hai:
v II = √ (−2A / m) = √ (2GM / R) = √ (2gR) = 11,2 km / s.
Điều này cho thấy rằng vận tốc vũ trụ thứ hai trong √{2} lớn hơn lần vận tốc vũ trụ đầu tiên:
vII = √ (2) vI.
Trong các tính toán của mình, chúng tôi đã không tính đến thực tế là cơ thể chúng ta tương tác không chỉ với Trái đất, mà còn với các vật thể không gian khác. Và trước hết - với Mặt trời. Nhận được tốc độ ban đầu bằng vII, cơ thể sẽ có thể vượt qua lực hấp dẫn đối với Trái đất, nhưng sẽ không trở nên tự do thực sự, mà sẽ biến thành một vệ tinh của Mặt trời. Tuy nhiên, nếu vật thể gần bề mặt Trái đất được thông báo về cái gọi là vận tốc vũ trụ thứ ba v III = 16,6 km / s, khi đó nó sẽ có thể thắng được lực hút đối với Mặt trời.
Xem ví dụ

02.12.2014

Bài 22 (Lớp 10)

Môn học. Vệ tinh nhân tạo của Trái đất. phát triển của du hành vũ trụ.

Về chuyển động của các thi thể bị ném

Năm 1638, cuốn sách "Hội thoại và chứng minh toán học liên quan đến hai nhánh khoa học mới" của Galileo được xuất bản ở Leiden. Chương thứ tư của cuốn sách này được gọi là "Về chuyển động của các thi thể bị ném". Không khó khăn gì, anh ấy thuyết phục được mọi người rằng trong một không gian không có không khí "một hạt chì sẽ rơi với tốc độ tương đương với một viên đạn đại bác." Nhưng khi Galileo nói với thế giới rằng một viên đạn đại bác bay ra khỏi khẩu đại bác theo phương ngang đã bay trong khoảng thời gian tương tự như một viên đạn đại bác vừa rơi ra khỏi mõm xuống đất, họ đã không tin anh ta. . Trong khi đó, điều này là đúng: một vật được ném từ một độ cao nhất định theo phương ngang chuyển động xuống mặt đất trong cùng một thời gian như thể nó chỉ rơi thẳng đứng xuống từ cùng một độ cao.
Để xác minh điều này, chúng tôi sẽ sử dụng thiết bị, nguyên lý hoạt động của thiết bị được minh họa trong Hình 104, a. Sau khi bị đánh bằng búa M trên tấm đàn hồi P các quả bóng bắt đầu rơi và, bất chấp sự khác biệt về quỹ đạo, đồng thời chạm đất. Hình 104b cho thấy một bức ảnh chụp nhấp nháy của các quả bóng đang rơi. Để có được bức ảnh này, thí nghiệm được thực hiện trong bóng tối và các quả bóng được chiếu sáng đều đặn bằng một tia sáng chói. Đồng thời, màn trập máy ảnh được mở cho đến khi các quả bóng rơi xuống đất. Ta thấy rằng tại cùng một thời điểm xảy ra chớp sáng, cả hai quả cầu đều ở cùng độ cao và đồng thời chúng chạm đất.

Thời gian rơi tự do h(gần bề mặt Trái đất) có thể được tìm thấy bằng công thức được biết đến từ cơ học s = at2 / 2. Thay thế ở đây S trên h và một trên g, chúng tôi viết lại công thức này dưới dạng

do đó, sau các phép biến đổi đơn giản, chúng ta thu được

Cùng một thời điểm sẽ được bay và cơ thể được ném từ cùng độ cao theo phương ngang. Trong trường hợp này, theo Galileo, “đối với chuyển động đều không bị cản trở, một chuyển động khác được thêm vào, do lực hấp dẫn gây ra, do đó tạo ra một chuyển động phức tạp, bao gồm chuyển động ngang đều và có gia tốc tự nhiên.”
Trong thời gian được xác định theo biểu thức (44.1), chuyển động theo phương ngang với vận tốc v0(tức là với tốc độ nó được ném), cơ thể sẽ di chuyển theo phương ngang một khoảng

Từ công thức này, nó theo sau rằng tầm bay của vật ném theo phương ngang tỉ lệ với vận tốc ban đầu của vật và tăng theo độ cao của vật ném.
Để tìm ra quỹ đạo mà cơ thể chuyển động trong trường hợp này, chúng ta hãy chuyển sang thử nghiệm. Chúng tôi gắn một ống cao su được trang bị một đầu vào vòi nước và hướng dòng nước theo phương ngang. Trong trường hợp này, các hạt nước sẽ chuyển động giống hệt như một vật thể ném theo cùng một hướng. Tắt hoặc ngược lại, vặn vòi, bạn có thể thay đổi tốc độ ban đầu của tia nước và do đó phạm vi bay của các hạt nước (Hình 105), tuy nhiên, trong mọi trường hợp, tia nước sẽ có dạng parabolas. Để xác minh điều này, một màn hình có vẽ sẵn các đường parabol nên được đặt phía sau máy bay phản lực. Tia nước sẽ khớp chính xác với các đường hiển thị trên màn hình.

Cho nên, một vật rơi tự do với vận tốc ban đầu nằm ngang chuyển động theo quỹ đạo parabol.
Qua hình parabol cơ thể cũng sẽ chuyển động khi nó bị ném ở một góc nhọn nào đó so với đường chân trời. Phạm vi bay trong trường hợp này sẽ không chỉ phụ thuộc vào tốc độ ban đầu mà còn phụ thuộc vào góc mà nó hướng tới. Tiến hành các thí nghiệm với một tia nước, có thể xác định rằng tầm bay lớn nhất đạt được khi tốc độ ban đầu tạo với đường chân trời một góc 45 ° (Hình. 106).

Ở tốc độ chuyển động cao của cơ thể, cần tính đến lực cản của không khí. Do đó, phạm vi bay của đạn và đường đạn trong điều kiện thực tế không giống như nó tuân theo các công thức có giá trị cho chuyển động trong không gian không có không khí. Vì vậy, ví dụ, với sơ tốc đầu đạn 870 m / s và góc nghiêng 45 °, trong trường hợp không có lực cản của không khí, phạm vi bay sẽ xấp xỉ 77 km, trong khi thực tế không vượt quá 3,5 km.

tốc độ vũ trụ đầu tiên

Hãy tính tốc độ phải báo cho một vệ tinh nhân tạo của Trái đất để nó chuyển động theo quỹ đạo tròn ở độ cao h trên mặt đất.
Ở độ cao lớn, không khí rất hiếm và ít có lực cản đối với các vật thể chuyển động trong đó. Do đó, chúng ta có thể cho rằng vệ tinh chỉ bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn hướng vào tâm Trái đất ( Hình.4.4).

Theo định luật II Newton.
Gia tốc hướng tâm của vệ tinh được xác định theo công thức , ở đâu h là độ cao của vệ tinh trên bề mặt Trái đất. Lực tác dụng lên vệ tinh, theo định luật vạn vật hấp dẫn, được xác định bằng công thức , ở đâu M là khối lượng của trái đất.
Thay thế các giá trị F và một vào phương trình cho định luật thứ hai của Newton, chúng ta nhận được

Từ công thức thu được ta suy ra rằng tốc độ của vệ tinh phụ thuộc vào khoảng cách của nó với bề mặt Trái đất: khoảng cách này càng lớn thì tốc độ nó chuyển động theo quỹ đạo tròn càng giảm. Đáng chú ý là tốc độ này không phụ thuộc vào khối lượng của vệ tinh. Điều này có nghĩa là bất kỳ thiên thể nào cũng có thể trở thành vệ tinh của Trái đất nếu nó được cung cấp một tốc độ nhất định. Đặc biệt, khi h= 2000 km = tốc độ 2 10 6 m v≈ 6900 m / s.
Tốc độ tối thiểu phải truyền cho một vật thể trên bề mặt Trái đất để nó trở thành vệ tinh của Trái đất chuyển động theo quỹ đạo tròn được gọi là tốc độ vũ trụ đầu tiên.
Vận tốc vũ trụ đầu tiên có thể được tìm thấy từ công thức (4.7) nếu chúng ta lấy h=0:

Thay vào công thức (4.8) giá trị G và giá trị M và Rđối với Trái đất, bạn có thể tính vận tốc vũ trụ đầu tiên cho vệ tinh Trái đất:

Nếu tốc độ như vậy được truyền cho một vật thể theo phương nằm ngang gần bề mặt Trái đất, thì trong trường hợp không có khí quyển, nó sẽ trở thành một vệ tinh nhân tạo của Trái đất, quay quanh nó theo quỹ đạo tròn.
Chỉ những tên lửa vũ trụ đủ mạnh mới có thể truyền tốc độ như vậy tới các vệ tinh. Hiện nay, hàng nghìn vệ tinh nhân tạo đang quay quanh Trái đất.
Bất kỳ cơ thể nào cũng có thể trở thành vệ tinh nhân tạo của cơ thể (hành tinh) khác nếu bạn cho nó biết tốc độ cần thiết.

Chuyển động của vệ tinh nhân tạo

Trong các tác phẩm của Newton, người ta có thể tìm thấy một hình vẽ tuyệt vời cho thấy làm thế nào có thể thực hiện chuyển đổi từ chuyển động rơi đơn giản của một vật dọc theo đường parabol sang chuyển động theo quỹ đạo của một vật quanh Trái đất (Hình. 107). “Một viên đá ném xuống đất,” Newton viết, “sẽ lệch dưới tác dụng của trọng lực khỏi một đường thẳng và, sau khi mô tả một quỹ đạo cong, cuối cùng sẽ rơi xuống Trái đất. Nếu bạn ném nó với tốc độ nhanh hơn, nó sẽ rơi thêm ”. Tiếp tục những cân nhắc này, có thể dễ dàng đi đến kết luận rằng nếu một hòn đá được ném từ một ngọn núi cao với một tốc độ đủ lớn, thì quỹ đạo của nó có thể trở nên không bao giờ rơi xuống Trái đất, biến thành vệ tinh nhân tạo.

Tốc độ tối thiểu phải cung cấp cho một vật thể gần bề mặt Trái đất để biến nó thành một vệ tinh nhân tạo được gọi là tốc độ vũ trụ đầu tiên.
Để phóng vệ tinh nhân tạo, tên lửa được sử dụng để nâng vệ tinh lên một độ cao nhất định và cho nó biết tốc độ cần thiết theo phương ngang. Sau đó, vệ tinh được tách ra khỏi tên lửa mang và tiếp tục chuyển động xa hơn chỉ dưới tác động của trường hấp dẫn của Trái đất. (Chúng tôi bỏ qua ảnh hưởng của Mặt trăng, Mặt trời và các hành tinh khác ở đây.) Gia tốc do trường này truyền tới vệ tinh là gia tốc rơi tự do g. Mặt khác, vì vệ tinh đang chuyển động theo quỹ đạo tròn nên gia tốc này là hướng tâm và do đó bằng tỷ số giữa bình phương tốc độ của vệ tinh với bán kính quỹ đạo của nó. Vì vậy,

Ở đâu

Thay thế biểu thức (43.1) ở đây, chúng tôi nhận được

Chúng tôi có công thức tốc độ vòng vệ tinh , tức là tốc độ mà vệ tinh có, chuyển động dọc theo quỹ đạo tròn có bán kính r trên cao h từ bề mặt trái đất.
Để tìm vận tốc đầu tiên trong vũ trụ v1, cần lưu ý rằng nó được định nghĩa là tốc độ của vệ tinh gần bề mặt Trái đất, tức là khi h< và r≈R3. Tính đến điều này trong công thức (45.1), chúng ta thu được

Việc thay thế dữ liệu số vào công thức này dẫn đến kết quả sau:

Lần đầu tiên, người ta có thể nói về tốc độ khủng khiếp như vậy chỉ vào năm 1957, khi chiếc đầu tiên trên thế giới được phóng tại Liên Xô dưới sự lãnh đạo của S.P. Korolev. vệ tinh trái đất nhân tạo(viết tắt AES). Việc phóng vệ tinh này (Hình 108) là kết quả của những thành tựu nổi bật trong lĩnh vực công nghệ tên lửa, điện tử, điều khiển tự động, công nghệ máy tính và cơ học thiên thể.

Năm 1958, vệ tinh Explorer-1 đầu tiên của Mỹ được phóng lên quỹ đạo, sau đó ít lâu, vào thập niên 60, các quốc gia khác cũng phóng vệ tinh: Pháp, Úc, Nhật, Trung Quốc, Anh, v.v., và nhiều vệ tinh đã được phóng lên sử dụng phương tiện phóng của Mỹ.
Hiện nay, việc phóng vệ tinh nhân tạo là điều phổ biến, và hợp tác quốc tế từ lâu đã trở nên phổ biến trong thực hành nghiên cứu vũ trụ.
Vệ tinh được phóng ở các quốc gia khác nhau có thể được chia theo mục đích của chúng thành hai loại:
1. Vệ tinh nghiên cứu. Chúng được thiết kế để nghiên cứu Trái đất như một hành tinh, bầu khí quyển trên của nó, không gian gần Trái đất, Mặt trời, các ngôi sao và môi trường giữa các vì sao.
2. Vệ tinh ứng dụng. Chúng phục vụ để thoả mãn các nhu cầu trần thế của nền kinh tế quốc dân. Điều này bao gồm vệ tinh liên lạc, vệ tinh nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên của Trái đất, vệ tinh khí tượng, dẫn đường, quân sự, v.v.
AES dành cho chuyến bay của con người bao gồm người lái tàu vệ tinh và trạm quỹ đạo.
Ngoài việc vệ tinh hoạt động trong quỹ đạo gần Trái đất, những vật thể được gọi là phụ trợ cũng quay quanh Trái đất: giai đoạn cuối của phương tiện phóng, bộ phận đầu và một số bộ phận khác được tách ra khỏi vệ tinh khi chúng được đưa vào quỹ đạo.
Lưu ý rằng do lực cản của không khí rất lớn gần bề mặt Trái đất, vệ tinh không thể phóng xuống quá thấp. Ví dụ, ở độ cao 160 km, nó chỉ có thể hoàn thành một vòng quay, sau đó nó giảm dần và cháy hết trong các lớp dày đặc của khí quyển. Vì lý do này, vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trái đất, được phóng lên quỹ đạo ở độ cao 228 km, chỉ tồn tại trong ba tháng.
Khi độ cao tăng, lực cản của khí quyển giảm và h> 300 km trở nên không đáng kể.
Câu hỏi đặt ra: điều gì sẽ xảy ra nếu một vệ tinh được phóng với tốc độ lớn hơn tốc độ của vệ tinh đầu tiên? Các tính toán cho thấy rằng nếu phần vượt quá không đáng kể thì thiên thể vẫn là một vệ tinh nhân tạo của Trái đất, nhưng nó không còn chuyển động theo đường tròn nữa mà chuyển động dọc theo hình elip quỹ đạo. Với tốc độ tăng dần, quỹ đạo của vệ tinh ngày càng dài ra, cho đến khi cuối cùng nó "đứt", chuyển thành một quỹ đạo mở (parabol) (Hình. 109).

Tốc độ tối thiểu phải cung cấp cho một vật thể gần bề mặt Trái đất để nó rời khỏi nó, chuyển động dọc theo một quỹ đạo mở, được gọi là tốc độ vũ trụ thứ hai.
Vận tốc vũ trụ thứ hai lớn hơn vận tốc vũ trụ thứ nhất √2 lần:

Với tốc độ này, vật thể rời khỏi vùng trọng lực và trở thành vệ tinh của Mặt trời.
Để vượt qua sức hút của Mặt trời và rời khỏi hệ mặt trời, bạn cần phát triển tốc độ lớn hơn nữa - không gian thứ ba. Vận tốc thoát thứ ba là 16,7 km / s. Có tốc độ xấp xỉ này, trạm liên hành tinh tự động "Pioneer-10" (Mỹ) năm 1983 lần đầu tiên trong lịch sử loài người đã vượt ra ngoài hệ mặt trời và hiện đang bay về phía ngôi sao của Barnard.

Ví dụ về giải quyết vấn đề

Nhiệm vụ 1. Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 25 m / s. Xác định độ cao leo và thời gian bay.

Đã cho: Giải pháp:

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

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

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

H-? Đáp số: t = 5c; H = 31,25 (m)

Cơm. 1. Lựa chọn hệ quy chiếu

Đầu tiên chúng ta phải chọn một hệ quy chiếu. Hệ thống tài liệu tham khảo chọn cái nối với mặt đất, điểm bắt đầu chuyển động được biểu thị bằng 0. Trục Oy hướng thẳng đứng lên trên. Vận tốc hướng lên trên và trùng với phương với trục Oy. Gia tốc rơi tự do hướng xuống dọc theo cùng một trục.

Hãy viết quy luật chuyển động của vật. Chúng ta không được quên rằng tốc độ và gia tốc là các đại lượng vectơ.

Bước tiếp theo. Lưu ý rằng tọa độ cuối cùng, tại thời điểm cuối cùng, khi cơ thể đã lên đến một độ cao nào đó và sau đó rơi trở lại mặt đất, sẽ là 0. Tọa độ ban đầu cũng bằng 0: 0 = 0 + 25. t-5. t2.

Nếu chúng ta giải phương trình này, chúng ta sẽ có thời gian: 5t = 25; t = 5 s.

Bây giờ chúng ta hãy xác định chiều cao nâng tối đa. Đầu tiên, chúng ta xác định thời điểm nâng cơ thể lên điểm cao nhất. Để làm điều này, chúng tôi sử dụng phương trình vận tốc:.

Chúng tôi đã viết phương trình ở dạng tổng quát: 0 = 25-10. t1,t 1 \ u003d 2,5 giây.

Khi thay các giá trị đã biết, ta được thời gian nâng vật lên, thời gian t 1 là 2,5 s.

Ở đây tôi muốn lưu ý rằng toàn bộ thời gian bay là 5 giây và thời gian tăng lên đến điểm tối đa là 2,5 giây. Điều này có nghĩa là cơ thể tăng lên chính xác bằng khoảng thời gian sau đó sẽ rơi trở lại mặt đất. Bây giờ chúng ta hãy sử dụng phương trình chúng ta đã sử dụng, định luật chuyển động. Trong trường hợp này, chúng tôi đặt H thay vì tọa độ cuối cùng, tức là chiều cao nâng tối đa: H = 0 + 25. 2,5-5. 2,5 2 = 31,25 (m).

Sau khi thực hiện các phép tính đơn giản, chúng tôi nhận được rằng chiều cao tối đa của cơ thể sẽ là 31,25 m. Đáp số: t = 5c; H = 31,25 (m).

Trong trường hợp này, chúng tôi sử dụng gần như tất cả các phương trình mà chúng tôi đã nghiên cứu trong nghiên cứu về sự rơi tự do.

Nhiệm vụ 2. Xác định độ cao trên mặt đất tại đó Gia tốc trọng lựcđược giảm đi một nửa.

Đã cho: Giải pháp:

R W \ u003d 6400 km; ;

.

H-? Đáp số: H ≈ 2650 km.

Để giải quyết vấn đề này, có lẽ chúng ta cần một dữ liệu duy nhất. Đây là bán kính của trái đất. Nó tương đương với 6400 km.

Gia tốc trọng lựcđược xác định trên bề mặt Trái đất bằng biểu thức sau:. Nó ở trên bề mặt trái đất. Nhưng ngay sau khi chúng ta di chuyển ra khỏi Trái đất ở một khoảng cách rất xa, gia tốc sẽ được xác định như sau:.

Nếu bây giờ chúng ta chia các đại lượng này cho nhau, chúng ta nhận được như sau: .

Các giá trị không đổi bị giảm, tức là hằng số hấp dẫn và khối lượng của Trái đất, nhưng bán kính của Trái đất và chiều cao vẫn giữ nguyên, và tỷ số này là 2.

Biến đổi các phương trình thu được bây giờ, chúng tôi tìm thấy chiều cao: .

Nếu chúng ta thay thế các giá trị trong công thức kết quả, chúng ta nhận được câu trả lời: H ≈ 2650 km.

Nhiệm vụ 3.Một vật chuyển động dọc theo một cung tròn bán kính 20 cm với tốc độ 10 m / s. Xác định gia tốc hướng tâm.

Cho: SI Lời giải:

R = 20 cm 0,2 m

V = 10 m / s

và C - ? Đáp án: a C =.

Công thức tính toán gia tốc hướng tâmđã biết. Thay thế các giá trị ở đây, chúng ta nhận được:. Trong trường hợp này, gia tốc hướng tâm là rất lớn, hãy nhìn vào giá trị của nó. Đáp án: a C =.

“Chuyển động đều và chuyển động không đều” - t 2. Chuyển động không đều. Yablonevka. L 1. Đồng phục và. L2. t 1. L3. Chistoozernoe. t 3. Chuyển động đều. =.

"Curvilinear motion" - Gia tốc hướng tâm. CHUYỂN ĐỘNG ĐỒNG PHỤC CỦA MỘT VẬT TRONG MỘT MẠCH Phân biệt: - chuyển động theo đường cong với tốc độ môđun không đổi; - chuyển động có gia tốc, tk. tốc độ thay đổi hướng. Hướng của gia tốc và vận tốc hướng tâm. Chuyển động của một điểm trong một đường tròn. Chuyển động của một vật trong một đường tròn với tốc độ môđun không đổi.

“Chuyển động của các vật trong một mặt phẳng” - Ước lượng các giá trị thu được của các đại lượng chưa biết. Thay thế dữ liệu số trong một giải pháp tổng quát, thực hiện các phép tính. Vẽ, mô tả các cơ quan tương tác trên đó. Thực hiện phân tích sự tương tác của các cơ quan. Ftr. Chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng không có lực ma sát. Nghiên cứu chuyển động của một vật dọc theo mặt phẳng nghiêng.

"Hỗ trợ và di chuyển" - Xe cấp cứu đưa một bệnh nhân đến với chúng tôi. Dáng người mảnh khảnh, vai tròn trịa, to khỏe, mập mạp, vụng về, nhanh nhẹn, xanh xao. Tình huống trò chơi “Hội đồng bác sĩ”. Ngủ trên giường cứng với gối thấp. Nâng đỡ cơ thể và chuyển động. Các quy tắc để duy trì tư thế đúng. Đúng tư thế khi đứng. Xương của trẻ mềm và đàn hồi tốt.

"Tốc độ không gian" - V1. LIÊN XÔ. Cho nên. Ngày 12 tháng 4 năm 1961 Thông điệp cho các nền văn minh ngoài Trái đất. Tốc độ vũ trụ thứ ba. Trên tàu Voyager 2 là một chiếc đĩa chứa thông tin khoa học. Tính vận tốc vũ trụ đầu tiên ở bề mặt Trái đất. Chuyến bay có người lái đầu tiên vào vũ trụ. Quỹ đạo của Du hành 1. Quỹ đạo chuyển động của các vật chuyển động với tốc độ thấp.

“Động lực học cơ thể” - Cơ sở của động lực học là gì? Động lực học là một nhánh của cơ học xem xét nguyên nhân của chuyển động của các vật thể (điểm vật chất). Các định luật Newton chỉ có thể áp dụng cho hệ quy chiếu quán tính. Các hệ quy chiếu trong đó định luật đầu tiên của Newton được thỏa mãn được gọi là quán tính. Động lực học. Hệ quy chiếu cho các định luật Newton là gì?

Tổng cộng có 20 bài thuyết trình trong chủ đề