Просмотр содержимого документа
«Физика 9 класс "Искусственные спутники Земли"»
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Лицей № 7» г. Бердск
Искусственные спутники Земли
9 класс
9 класс
Учитель физики И.В.Торопчина
Лицей №7, г. Бердск
Что такое искусственныйспутник Земли?
ИСЗ– тело, движущееся по круговой орбите вокруг Земли на некоторой постоянной высоте.
При каких условиях тело может стать искусственным спутником Земли?
«Брошенный камень отклонится под
действием силы тяжести от
прямолинейного пути и, описав кривую
траекторию, упадёт, наконец, на Землю.
Если его бросить с большой скоростью, то он
упадёт дальше».
Вывод.При отсутствии сопротивления воздуха и при достаточно большой скорости тело вообще может не упасть на Землю, а будет описывать круговые траектории, оставаясь на одной и той же высоте над Землёй. Такое тело становится искусственным спутником Земли.
Копия рисунка Ньютона
Движение спутника является примером свободного падения, так как происходит только под действием силы тяжести. Но спутник не падает на Землю благодаря тому, что обладает достаточно большой скоростью, направленной по касательной к окружности, по которой он движется.
Обращение Луны вокруг Земли является примером свободного падения
Когда тело становитсяискусственным спутником Земли?
Чтобы тело стало искусственным спутником Земли, необходимо вывести (поднять) его за пределы плотных слоёв атмосферы и придать
ему достаточную начальную скорость,
направленную по касательной к
окружности, по которой он будет
двигаться.
Минимальная высота подъема ИСЗ над Землей, где отсутствует сопротивление воздуха, около 300 км.
Первая космическая скорость
Скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно двигалось по круговой орбите под действием гравитационной силы,называетсяпервой комической скоростью.
При запуске с Земли(h « Rз, r = Rз)
Принимая радиус Земли равным 6400 км, а g = 9,8 м/с2, то первая космическая скорость:
v = 7,9•103м/с = 7,9км/с
Первая космическая скорость
Если же высотой h спутника над Землёй пренебречь нельзя, то в этом случае формула для расчёта первой космической скорости примет вид:
Чем больше высота h, на которой запускается спутник, тем меньшую скорость ему нужно сообщить для его движения по круговой орбите. Например, на высоте 300 км над поверхностью Земли первая космическая скорость приблизительно равна 7,8 км/с, а на высоте 500 км — 7,6 км/с.
Первая космическая скорость
Скорость спутника
зависит от его высоты над поверхностью Земли.
Скорость не зависит от массы спутника.
Какие ещё естькосмические скорости?
Если скорость тела, запускаемого на высоте h над Землёй, превышает соответствующую этой высоте первую космическую, то его орбита представляет собой эллипс. Чем больше скорость, тем более вытянутой будет эллиптическая орбита. При скорости, равной 11,2 км/с, которая называется второй космической скоростью, тело преодолевает притяжение к Земле и уходит в космическое пространство.
Какие ещё естькосмические скорости?
Вторая космическая скорость– минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли.VII= 11,2 км/с
Третья космическая скорость–минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца.VIII= 16,7 км/с
Для запуска спутников применяют ракеты. Двигатели ракеты должны совершить работу против сил тяжести и сил сопротивления воздуха, а также сообщить спутнику соответствующую скорость.
Первый искусственныйспутник Земли
запущен 4 октября 1957 года в СССР
Окончание полёта — 4 января 1958
Масса аппарата — 83,6 кг
Диаметр — 58 см
Время одного оборота — 1ч 37мин
Наименьшая высота — 228 км
Наибольшая высота — 947 км
Витков — 1440
Сергей Павлович Королёвглавный конструкторпервых космических аппаратов
Спомощью этого ИСЗ впервые была измерена плотность верхних слоёватмосферы, исследованы особенности распространения радиосигналов вионосфере, проверены теоретические расчёты и основные техническиерешения, связанные с выведением ИСЗ на орбиту.
Историческая справка
4 октября 1957 г.
Выведен на орбиту 1-й искусственный спутник Земли
3 ноября 1957 года
Запущен 2-й ИСЗ с собакой Лайкой на борту
15 мая 1958 года
запущен 3-й ИСЗ с научной аппаратурой
2 января 1959 года
запуск космической станции «Луна». Достигнута вторая космическая скорость
12 февраля 1961 года
вышла за пределы земного притяжения
автоматическая межпланетная станция
«Венера-1»
12 апреля 1961 г. первый в мире лётчик-космонавт Юрий Алексеевич Гагарин совершил полёт в космос на космическом корабле «Восток».