Параграф 21 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

🛰️ Искусственные спутники Земли

🚀 Принцип движения спутников

Искусственные спутники Земли (ИСЗ) движутся по орбитам вокруг нашей планеты.

• Основной принцип их движения заключается в свободном падении под действием силы тяжести.

• Спутник удерживается на орбите за счёт того, что его скорость направлена по касательной к окружности.

• Сила тяжести лишь изменяет направление его движения, создавая центростремительное ускорение.

• Если бы не было сопротивления воздуха и трения, данный спутник мог бы двигаться по орбите бесконечно.

🔄 Движение по окружности

При определённой скорости спутник двигается по замкнутой криволинейной траектории.

• Если скорость достаточна, чтобы компенсировать гравитационное притяжение, спутник не падает на Землю.

• Данный объект движется по круговой или эллиптической орбите.

• Такой вид движения характерен и для планет, вращающихся вокруг Солнца, и для спутников, обращающихся вокруг планет.

• Движение поддерживается за счёт равновесия между центростремительной силой и силой тяжести.

⚡️ Первая космическая скорость

Для выхода на орбиту спутнику необходимо сообщить первую космическую скорость.

• Это минимальная скорость, с которой объект должен двигаться по касательной к окружности, чтобы преодолеть притяжение Земли.

• Она рассчитывается по формуле: v = √gR.

• В данной формуле g — ускорение свободного падения, а R — радиус Земли.

• Для спутника, находящегося вблизи поверхности Земли, эта скорость составляет около 7,9 км/с.

• Если высота орбиты больше, скорость уменьшается пропорционально удалению от Земли.

🛫 Запуск спутников

Для запуска спутников используются ракеты, которые выводят их на необходимую орбиту.

• Запуск должен быть произведён на высоте, где сопротивление воздуха минимально.

• Данная высота обычно составляет выше 300 км над поверхностью Земли.

• Сначала ракета сообщает спутнику нужную скорость и направление.

• Затем спутник остаётся двигаться по орбите самостоятельно.

• Важно точно рассчитать и скорость, и высоту, чтобы избежать отклонений и падения спутника обратно на Землю.

🌌 Вторая космическая скорость

Если спутнику сообщить скорость, превышающую первую космическую, то он выйдет на более высокую орбиту или покинет гравитационное поле Земли.

• Такая скорость называется второй космической.

• Она равна примерно 11,2 км/с.

• Данная скорость позволяет спутнику преодолеть притяжение планеты и выйти в межпланетное пространство.

• Объекты, движущиеся с такой скоростью, могут покидать орбиту Земли и переходить на орбиты вокруг Солнца.

🕰️ История запуска ИСЗ

Первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 года в СССР.

• Данный аппарат представлял собой металлический шар диаметром 58 см и весом 83,6 кг.

• Спутник долгое время двигался по орбите и передавал радиосигналы на Землю.

• Позже, 12 апреля 1961 года, Юрий Гагарин стал первым человеком, совершившим орбитальный полёт вокруг Земли на корабле «Восток».

• С тех пор было запущено множество спутников для научных и практических целей, включая мониторинг погоды, связь и навигацию.

🌐 Современное использование спутников

Сегодня спутники играют ключевую роль в повседневной жизни.

• Данные аппараты используются для передачи сигналов телевидения и интернета.

• Они необходимы для определения местоположения и наблюдения за климатом.

• Спутники позволяют проводить научные исследования земной атмосферы и космического пространства.

• Эти системы помогают отслеживать движения объектов на орбите и предотвращать столкновения.

• С их помощью осуществляется контроль за состоянием окружающей среды.

💎 База параграфа

• 📐 Величины и формулы:

  • Первая космическая скорость (v) — измеряется в км/с. v = √gR.

  • Ускорение свободного падения (g) — измеряется в м/с².

  • Радиус Земли (R) — измеряется в км (около 6400 км).

• 🔢 Цифры и константы:

  • 7,9 км/с — первая космическая скорость вблизи поверхности Земли.

  • 11,2 км/с — вторая космическая скорость для ухода от Земли.

  • Выше 300 км — рабочая высота для минимизации сопротивления воздуха.

  • 4 октября 1957 года — запуск первого в мире ИСЗ.

  • 58 см и 83,6 кг — габариты и масса первого советского спутника.

  • 12 апреля 1961 года — дата первого полета человека в космос.

• 🧪 Явления и опыты:

  • Свободное падение — физический процесс, лежащий в основе движения всех спутников по орбите.

  • Орбитальный полёт Юрия Гагарина — первое успешное подтверждение возможности нахождения человека на орбите Земли.

• 📖 Определения:

  • Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — объект, движущийся вокруг планеты за счёт первой космической скорости.

  • Первая космическая скорость — минимальная скорость для движения объекта по касательной к окружности без падения.

  • Вторая космическая скорость — скорость, позволяющая покинуть гравитационное поле Земли.

• 👤 Личности:

  • Юрий Гагарин — первый в истории человечества космонавт.

📝 Подведем итоги

• Основной принцип движения спутников заключается в их свободном падении при наличии достаточной касательной скорости.

• Для удержания на круговой орбите Земли необходима скорость 7,9 км/с, а для выхода в межпланетное пространство — 11,2 км/с.

• Первый ИСЗ был запущен в СССР в 1957 году, положив начало космической эре.

• Современные спутниковые группировки обеспечивают работу интернета, навигации и метеорологии.

• Точный расчет высоты (выше 300 км) и скорости критически важен для стабильного нахождения объекта на орбите.