Космические скорости: насколько быстро нужно лететь, чтобы покинуть землю, планетную систему и галактику?

Первая космическая скорость

Исаак Ньютон был умный мужик. Голова! И именно он был одним из первых, кто провел по этому поводу интересный мысленный эксперимент. Исаак Исаакович представил большую пушку, способную стрелять ядрами, развивающими при этом очень высокую скорость. Итак, чем быстрее ядро, тем дальше оно летит. Это очевидно. И если запустить его с достаточно высокой скоростью, оно не просто улетит далеко. Оно сможет облететь вокруг Земли!

Космические скорости. Иллюстрация. Из открытых источников.

Необходимую для этого скорость легко рассчитать. Для этого достаточно знать, насколько сильно гравитационное притяжение Земли и радиус нашей планеты. Сэр Исаак Ньютон знал это лучше, чем кто-либо другой. Путем нехитрых расчетов он пришел к выводу, что пушечное ядро должно двигаться со скоростью ровно 7,91 километра в секунду, чтобы совершить один оборот вокруг Земли.

На деле, конечно, все сложнее. Атмосфера нашей планеты очень быстро затормозила бы пушечное ядро, заставив его упасть на Землю гораздо раньше. К тому же сила гравитации не везде на нашей планете одинакова. Есть небольшие вариации. Они возникают из-за не совсем равномерного распределения массы внутри Земли.

Но в качестве приблизительной модели подход Ньютона работает достаточно хорошо. И вычисленная ученым скорость теперь называется первая космическая скорость. Все, что движется хотя бы с такой скоростью, на самом деле просто падает обратно на поверхность Земли. Поскольку все еще находится во власти силы земного притяжения! Наше ядро продолжит все время падать на Землю. Но так как оно при этом движется вперед огромной скоростью, а Земля, как известно, примерно сфера, траектория падения как бы огибает эту сферу. И поэтому получается, что ядро падает не на Землю, а как бы вокруг Земли. Вот почему используют термин «свободное падение», когда хотят описать, как, например, космические корабли или космонавты движутся в космосе. На самом-то деле они все время падают! Но делают это так быстро, что не ударяются о Землю, а продолжают лететь над ней.

Четвёртая и пятая космическая скорости

Четвёртая космическая скорость — минимально необходимая скорость тела без двигателя, позволяющая преодолеть притяжение галактики Млечный Путь. Она используется довольно редко.

Четвёртая космическая скорость не постоянна для всех точек Галактики, а зависит от расстояния до центральной массы.

По грубым предварительным расчётам в районе нашего Солнца четвёртая космическая скорость составляет около 550 км/с. Значение сильно зависит не только (и не столько) от расстояния до центра галактики, а от распределения масс вещества по Галактике, о которых пока нет точных данных, ввиду того что видимая материя составляет лишь малую часть общей гравитирующей массы, а все остальное — скрытая масса.

Ещё реже в некоторых источниках встречается понятие «пятая космическая скорость». Это скорость, позволяющая добраться до иной планеты звездной системы вне зависимости от разности плоскостей эклиптики планет. Например, для Солнечной системы и, конкретно, для Земли, чтобы орбита межпланетного перелета была перпендикулярной к земной орбите, нужна скорость запуска 43,6 километра в секунду.

Видео

Источники

https://ru.wikipedia.org/wiki/Космическая_скоростьhttps://mirznanii.com/a/9233/kosmicheskie-skorostihttp://www.astronet.ru/db/msg/1162252https://fb.ru/article/54389/kosmicheskaya-skorost

Орбиты небесных тел

Определение 1

Орбиты небесных тел — траектории, по которым движутся в космическом пространстве Солнце, звезды, планеты, кометы, а также искусственные космические аппараты (искусственные спутники Земли, Луны и других планет, межпланетные станции и т. п.). Однако для искусственных космических аппаратов термин «орбита» применяют лишь к тем участкам их траекторий, на которых они движутся с выключенной двигательной установкой (так называемые пассивные участки траектории).

Формы орбит и скорости, с которыми движутся по ним небесные тела, определяются главным образом силой всемирного тяготения

При исследовании движения небесных тел в большинстве случаев допустимо не принимать во внимание их форму и строение, т. е

считать их материальными точками. Такое упрощение возможно потому, что расстояние между телами обычно во много раз больше их размеров. Считая небесные тела материальными точками, мы можем при исследовании их движения непосредственно применять закон~всемирного тяготения. Кроме того, во многих случаях можно ограничиться рассмотрением движения только двух притягивающихся тел, пренебрегая влиянием других. Так, например, при изучении движения планеты вокруг Солнца можно с известной точностью предполагать, что планета движется только под действием сил солнечного тяготения. Точно так же при приближенном изучении движения искусственного спутника планеты можно принять во внимание лишь тяготение «своей» планеты, пренебрегая не только притяжением других планет, но и солнечным.

Замечание 1

Указанные упрощения приводят к так называемой задаче двух тел. Одно из решений этой задачи было дано И. Кеплером, полное решение задачи было получено И. Ньютоном. Ньютон доказал, что одна из притягивающихся материальных точек обращается вокруг другой по орбите, имеющей форму эллипса (или окружности, которая является частным случаем эллипса), параболы или гиперболы. В фокусе этой кривой находится вторая точка.

Форма орбиты зависит:

от масс рассматриваемых тел;
от расстояния между ними;
от скорости, с которой одно тело движется относительно другого.

Если тело массой $m_{1} $(кг) находится на расстоянии $r$ (м) от тела массой $m_{0} $ (кг) и движется в этот момент времени со скоростью $v$ (м/с), то вид орбиты определяется величиной:

Постоянная тяготения $f=6.673\cdot 10^{-11} \ м^3 \ кг^{-1} \ c^{-2}$. Если $h0$ — по гиперболической орбите.

Наименьшая начальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно, начав движение вблизи поверхности Земли, преодолело земное притяжение и навсегда покинуло Землю по параболической орбите, называется второй космической скоростью. Она равна $11,2$ км/с. Наименьшая начальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником Земли, называется первой космической скоростью. Она равна $7,91$ км/с.

По эллиптическим орбитам движется большинство тел Солнечной системы. Только некоторые малые тела Солнечной системы — кометы, возможно, движутся по параболическим или гиперболическим орбитам. В задачах космического полета наиболее часто встречаются эллиптические и гиперболические орбиты. Так, межпланетные станции отправляются в полет, имея гиперболическую орбиту относительно Земли; затем они движутся по эллиптическим орбитам относительно Солнца по направлению к планете назначения.

Характеристика астероидов в Солнечной системе

Основные характеристики Гигеи:

Диаметр — 4 07 км.
Плотность — 2,56 г/см3.
Масса — 90.300.000.000.000.000.000 кг.
Ускорение силы тяжести — 0,15 м/с2.
Орбитальная скорость. Среднее значение — 16,75 км/с.

Основные характеристики Матильды таковы:

Диаметр — почти 53 км.
Плотность — 1,3 г/см3.
Масса — 103.300.000.000.000.000 кг.
Ускорение силы тяжести — 0,01 м/с2.
Орбита. Матильда проходит полный оборот по орбите за 1572 земных суток.

Перечислим основные физические характеристики Весты:

Диаметр — 525 км.
Масса. Значение находится в пределах 260.000.000.000.000.000.000 кг.
Плотность — порядка 3,46 г/см3.
Ускорение свободного падения — 0,22 м/с2.
Орбитальная скорость. Показатель средней орбитальной скорости равен 19,35 км/с. Один оборот вокруг оси Веста проходит за 5,3 часа.

Третья космическая скорость

Определение 3

Для того чтобы покинуть пределы Солнечной системы, тело должно преодолеть, кроме сил притяжения к Земле, также и силы притяжения к Солнцу. Необходимая для этого скорость запуска тела с поверхности Земли называется третьей космической скоростью} $v_{3} $.

Скорость $v_{3} $ зависит от направления запуска. При запуске в направлении орбитального движения Земли эта скорость минимальна и составляет около $17$ км/с (в этом случае скорость тела относительно Солнца складывается из скорости тела относительно Земли и скорости, с которой Земля движется вокруг Солнца). При запуске в направлении, противоположном направлению движения Земли, $v_{3} \approx 73$км/с.

Замечание 2

Впервые космические скорости были достигнуты в СССР. $4$ октября $1957$ г. в Советском Союзе был осуществлен первый в истории человечества успешный запуск искусственного спутника Земли. $2$ января $1959$ г. был взят и второй рубеж. В этот день с советской земли отправилась в полет космическая ракета, которая вышла из сферы земного притяжения и стала первой искусственной планетой нашей Солнечной системы. $12$ апреля $1961$ г. в Советском Союзе был осуществлен первый полет человека в космическое пространство. Первый советский космонавт Юрий Алексеевич Гагарин совершил полет вокруг Земли и благополучно приземлился.

Пример 1

Определите первую космическую скорость для спутника Юпитера, летающего на небольшой высоте, если масса планеты $1,9\cdot 10^{27} $ кг, а радиус $R=7,13\cdot 10^{7} $ м.

Дано: $B=1,9\cdot 10^{27} $ кг, $R=7,13\cdot 10^{7} $ м.

Найти: $v_{1} $-?

Решение: Запишем формулу для нахождения первой космической скорости:

$v_{1} =\sqrt{gR_{3} } $, (1)

$g$ — ускорение свободного падения на Юпитере.

Записав закон всемирного тяготения для нашего случая, имеем:

$mg=G\frac{Mm}{r^{2} } $, (2)

где $m$- масса спутника, $M$ — масса Юпитера,

Если высота спутника над поверхностью Юпитера мала по сравнению с его радиусом, то ее можно пренебречь и считать:

Тогда из уравнения (2) можем найти ускорение свободного падения для Юпитера:

Подставив выражение для ускорения в уравнение (1), найдем искомую первую космическую скорость:

$v_{1} =\sqrt{G\frac{M}{R} } =42159,45$м/с.

Ответ: $v_{1} =42159,45$ м/с.

Как рассчитать

А от чего зависит величина космических скоростей? Очевидно, во первых, от мощности гравитационного поля, которое создаёт космическое тело. Одно дело оторваться от астероида, где придать мячу вторую космическую скорость можно просто — посильнее размахнувшись, швырнуть его в космос. Другое дело – покинуть пределы Земли, с её массой.

Есть ещё один нюанс. Рассмотрим две планеты, вращающиеся вокруг Солнца: Меркурий и малую планету, открытую недавно, Эриду. Оба космических тела вращаются вокруг одного и того же светила с одной и той же массой. Но вот 1 космическая скорость у Меркурия составляет около 50 км/с, Эрида же летит по своей орбите намного медленнее – около 3,5 км/с. В чём же дело? А в том, что Эрида в 200 раз дальше от светила чем Меркурий и сила притяжения Солнца там в 200 в кубе раз слабее. Отсюда ещё один фактор – расстояние от центра космического тела. То есть чем ближе к нему мы находимся, тем выше будет вторая космическая скорость. Формула первой космической скорости известна из школьного курса физики.

В ней:

G – константа гравитации, принимается в расчётах 6,67 ∙ 10-11 м3∙с-2∙кг;
M – масса космического тела;
R – расстояние от центра планеты до орбиты (радиус вращения).

Не сложно вычисляется и вторая космическая скорость. Формула ее приведена ниже.

С какой скоростью летит ракета

Космос — это загадочное место, которое может только очаровывать. Циолковский считал, что будущее человечества лежит в космосе. Пока нет серьезных причин возражать против этого ученого. Это пространство предлагает неограниченные возможности для развития человека и расширения жизненного пространства. Кроме того, в нем скрыты ответы на многие вопросы. Сегодня человечество начинает активно использовать космос. Поэтому наше будущее во многом зависит от того, как будут запускаться ракеты. Не менее важным является понимание процесса гражданами. Ниже мы объясним, с какой скоростью могут летать космические ракеты и сколько времени требуется им или их космическим телам, чтобы добраться до них.

‘С какой скоростью может взлететь ракета?’ Вопрос должен быть задан сразу. Это не совсем верно. Да, и в целом уравнение космического полета с его классическими единицами измерения неверно. Ведь совершенно безразлично, какую скорость развивает ракета, их много и все они имеют разные характеристики. Те, что используются для доставки астронавтов на орбиту, летают не так быстро, как грузовики. В отличие от грузов, люди ограничены перегрузками. Например, грузовая ракета, такая как Falcon Heavy Supervisory, может взлететь очень быстро.

Вычислить быстрые единицы не так просто. Прежде всего, потому что они сильно зависят от полезной нагрузки при запуске. Полноразмерная ракета-носитель может быть намного медленнее половины «Белдена». Однако есть еще одна общая ценность, к которой стремятся все ракеты, — космическая скорость.

Существует первая, вторая и третья космическая скорость. Первая — это скорость, необходимая для вывода его на орбиту и падения на Землю. Она составляет 7,9 километра в секунду. Второй был необходим для того, чтобы покинуть орбиту Земли и направиться к орбите другого небесного тела. Третий позволяет космическому кораблю преодолеть притяжение Солнечной системы и покинуть ее. На сегодняшний день с такой скоростью летали «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Однако, вопреки утверждениям журналистов, они еще не покинули СС. С точки зрения астрономии, чтобы достичь облака Орта, потребуется не менее 30 000 лет. С другой стороны, Солнечная не считается пределом звездной системы. Именно здесь солнечный ветер сталкивается с межсистемной средой.

Человечество не перестанет путешествовать вокруг Земли. Чтобы достичь Луны, ракета должна была преодолеть гравитационное притяжение Земли и развить скорость 40 000 километров в час или 11,2 километра в секунду.

Чтобы достичь орбиты вокруг Земли, ракета должна будет развить скорость 29 000 километров в час или 7,9 километра в секунду. Если космический корабль отправляется в межпланетное путешествие, скорость должна составлять 40 000 километров в час или 11,2 километра в секунду.

Классификация небесных тел Солнечной системы

Силикатные небесные тела. Данная группа небесных тел именуется силикатной, т.к. основным компонентом всех ее представителей являются каменно-металлические породы (около 99% от всей массы тела). Силикатная составляющая представлена такими тугоплавкими веществами, как кремний, кальций, железо, алюминий, магний, сера и др. Присутствуют также ледяные и газовые компоненты (вода, лед, азот, углекислота, кислород, гелий водород), однако их содержание мизерное. К этой категории относятся 4 планеты (Венера, Меркурий, Земля и Марс), спутники (Луна, Ио, Европа, Тритон, Фобос, Деймос, Амальтея, др), более миллиона астероидов, обращающихся между орбитами двух планет — Юпитера и Марса (Паллада, Гигея, Веста, Церера и др.). Показатель плотности — от 3 грамм на кубический сантиметр и более.
Ледяные небесные тела. Эта группа является самой многочисленной в Солнечной системе. Основная составляющая — ледяная компонента (углекислота, азот, водяной лед, кислород, аммиак, метан и др.). В меньшем количестве присутствует силикатная компонента, а объем газовой крайне незначительный. Эта группа включает одну планету Плутон, крупные спутники (Ганимед, Титан, Каллисто, Харон и др.), а также все кометы.
Комбинированные небесные тела. Составу представителей данной группы присуще наличие в больших количествах всех трех компонент, т.е. силикатной, газовой и ледяной. К небесным телам с комбинированным составом относится Солнце и планеты-гиганты (Нептун, Сатурн, Юпитер и Уран). Эти объекты характеризуются быстрым вращением.

Сколько существует космических скоростей?

Сила гравитации Земли и нашего Солнца несоизмеримы. Поэтому скорости, с которой возможно вылететь на орбиту планеты и покинуть звездную систему, разные.

Астродинамика выделяет 5 типов космических скоростей:

Первая (орбитальная, круговая) – позволяет покинуть планету, но объект будет двигаться по ее круговой орбите как спутник;
Вторая (параболическая) – позволяет вырваться в звездную систему, преодолев гравитацию планеты, объект движется по параболической орбите;
Третья (гиперболическая) – позволяет покинуть систему, преодолев гравитацию планеты и звезды;
Четвертая – объект покидает галактику;
Пятая – позволяет долететь по планеты другой звёздной системы, независимо от расположения планет в галактике.

Первая космическая скорость позволяет преодолеть силу притяжения планеты. Если аппарат будет лететь с меньшей скоростью, рано или поздно он упадет. Это минимальная скорость, которую должны развивать ракеты, при выходе на орбиту. При этом взлетают они вертикально только первые 100 км. Затем ракета наклоняется и летит практически горизонтально планете. И только преодолевая высоту 150–200 км, она набирает космическую скорость.Получается, что ракета летит по круговой траектории. Поэтому второе название первой космической скорости – круговая или орбитальная. Для Земли она составляет 7900 м/с.

Орбитальная станция

При второй космической скорости объект будет двигаться по параболической траектории, т.к. сила тяготения звезды продолжает действовать, и он становится уже ее спутником. Для Земли и Солнца минимальный порог составляет 11200 м/с. Впервые эту скорость развил советский аппарат “Луна-1”. Вторую космическую еще называют скоростью ускорения, т.к. объекту необходимо преодолеть максимальный порог первой скорости, иначе он не сможет покинуть орбиту планеты. При этом траектория движения аппарата будет иметь эллиптическую орбиту разной степени вытянутости, как у комет.

На третьей космической скорости, чтобы обойти гравитацию звезды, аппарат должен двигаться по гиперболической траектории. Для Земли она составляет 46900 м/с. Впервые ее достиг аппарат “Новые горизонты” (НАСА, США) в 2006 г., добавив недостающие 4 км/м . В 2015 г. достиг Плутона. На 2021 г. аппарат удалился от Солнца на 50 астрономических единиц и продолжает исследовать глубокий космос.

Четвертая космическая скорость позволяет покинуть галактику. На текущий момент вычислить скорость для Млечного пути не представляется возможным, т.к. невозможно рассчитать его гравитационный потенциал. Эта величина не постоянная для всех точек галактики и зависит от места их расположения, в том числе и на определенный момент времени

Важно отметить, что нужны данные и по расположению масс второй галактики, куда будет осуществлен полет. Но ученые предполагают, что значение четвертой космической около 550 000 м/с.

Галактика Андромеды

Пятая космическая скорость упоминается реже, т.к

межгалактические планетарные полеты пока не доступны. Но если рассмотреть космическую скорость, которую летательный аппарат должен развить с нашей планеты до другой с вертикальной траекторией, то внутри солнечной системы она примерно составит 43600 м/с.

Как рассчитать вторую космическую скорость

Вторая космическая скорость зависит от массы и радиуса небесного тела. Условно можно себе представить, что для ее расчета можно пойти от обратного решения задачи. То есть, вычислить скорость с какой объект будет падать на планету из космоса. По модулю это и будет вторая космическая скорость.

Итак, учитывая закон сохранение кинетической и потенциальной энергий при движении тел, можно вывести такую формулу в падающем объекте на небесное тело:

Где m – масса стартующего объекта, М – масса небесного тела, R – сумма радиуса планеты и высоты расположение объекта над поверхностью, G – гравитационная постоянная, V – искомая вторая космическая скорость. Таким образом, из формулы можно вычислить V:

Это и будет решение нашей задачи со знанием всего двух параметров – радиуса небесного тела и его массы.

РСМ 56 («Булава»)

Первые работы над ракетой начались в 1998 году, когда РСМ 56 была построена на том же заводе, который поставлял одну из самых быстрых российских ракет — «Тополь-М». RSM 56 был запущен в 2018 году. В настоящее время он используется российским военно-морским флотом.

Эти баллистические ракеты являются твердотопливными. Минимальный радиус поражения составляет 8 000 км.

Первые испытания были проведены в 2004 году, а серийное производство ракет началось четыре года спустя, в 2008 году. На сегодняшний день осуществлено 24 пуска межконтинентальных баллистических ракет, из которых 15 были успешными, а еще два — удачными. Последнее испытание было проведено в 2016 году с удовлетворительными результатами. Ракета поступила в распоряжение армии два года спустя, в 2018 году.

Что такое третья космическая скорость

Звездная скорость нужна тогда, когда космический аппарат должен выйти за пределы нашей Солнечной системы. При проведении расчёта предполагается, что ракета должна приобрести нужное ускорение уже на Земле и после этого не получает негравитационного ускорения. Движется ракета в этом случае примерно на такой же скорости, что наша планета, вращающаяся вокруг Солнца.

Третья космическая скорость составляет 16,6 км/с.

Третья космическая скорость определяется с учетом орбитальной скорости движения планеты вокруг Солнца. При старте ракеты с Земли, для выхода ее из Солнечной Системы — необходима минимальная скорость примерно 16,650 км/с.

Характеристика планет Солнечной системы

Рассмотрим детальнее характеристики Марса:

Химический состав небесного тела. Основными элементами, из которых состоит Марс, являются железо, сера, силикаты, базальт, оксид железа.
Температура. Средний показатель — -50°C.
Плотность — 3,94 г/см3.
Масса — 641.850.000.000.000.000.000.000 кг.
Объем — 163.180.000.000 км3.
Диаметр — 6780 км.
Радиус — 3390 км.
Ускорение силы тяжести — 3,711 м/с2.
Орбита. Пролегает вокруг Солнца. Имеет округлую траекторию, далекую от идеала, т.к. в разное время расстояние небесного тела от центра Солнечной системы имеет разные показатели — 206 и 249 млн. км.

Плутон отличается такими характеристиками:

Состав. Основные составляющие — камень и лед.
Температура. Средний показатель температуры на Плутоне — -229 градусов Цельсия.
Плотность — около 2 г на 1 см3.
Масса небесного тела — 13.105.000.000.000.000.000.000 кг.
Объем — 7.150.000.000 км3.
Диаметр — 2374 км.
Радиус — 1187 км.
Ускорение силы тяжести — 0,62 м/с2.
Орбита. Планета обращается вокруг Солнца, однако орбита характеризуется эксцентричностью, т.е. в один период она удаляется до 7,4 млрд. км, в другой — приближается до 4,4 млрд. км. Орбитальная скорость небесного тела достигает 4,6691 км/с.

Основные характеристики Урана:

Химический состав. Эта планета состоит из комбинации химических элементов. В большом количестве включает кремний, металлы, воду, метан, аммиак, водород, др.
Температура небесного тела. Средняя температура — -224°С.
Плотность — 1,3 г/см3.
Масса — 86.832.000.000.000.000.000.000 кг.
Объем — 68.340.000.000 км3.
Диаметр — 50724 км.
Радиус — 25362 км.
Ускорение силы тяжести — 8,69 м/с2.
Орбита. Центром, вокруг которого вращается Уран, также является Солнце. Орбита слегка вытянута. Орбитальная скорость составляет 6,81 км/с.

Первая космическая скорость

Подробности: Просмотров: 555

«Физика — 10 класс»

Что такое искусственные спутники Земли?
Какое назначение они имеют?

Вычислим скорость, которую надо сообщить искусственному спутнику Земли, чтобы он двигался по круговой орбите на высоте h над Землёй.

На больших высотах воздух сильно разрежен и оказывает незначительное сопротивление движущимся в нём телам.
Поэтому можно считать, что на спутник массой m действует только гравитационная сила , направленная к центру Земли (рис. 3.8).

Согласно второму закону Ньютона

m_цс = .

Центростремительное ускорение спутника определяется формулой

где h — высота спутника над поверхностью Земли.
Сила же, действующая на спутник, согласно закону всемирного тяготения определяется формулой

где M — масса Земли.

Подставив найденные выражения для F и а в уравнение для второго закона Ньютона, получим

Отсюда

Из полученной формулы следует, что скорость спутника зависит от его расстояния от поверхности Земли: чем больше это расстояние, тем с меньшей скоростью он будет двигаться по круговой орбите.
Примечательно то, что эта скорость не зависит от массы спутника.

Значит, спутником Земли может стать любое тело, если ему сообщить определённую скорость.
В частности, при h = 2000 км = 2 • 106 м скорость υ ≈ 6900 м/с.

Подставив в формулу (3.7) значение G и значения величин М и R для Земли, можно вычислить первую космическую скорость для спутника Земли:

υ₁ ≈ 8 км/с.

Первый советский космический корабль был запущен 15 мая 1960 г. со скоростью, близкой к первой космической скорости, и выведен на орбиту, близкую к круговой.

Космический корабль «Восток», на борту которого советский космонавт Ю. Гагарин 12 апреля 1961 г. совершил первый в мире полёт в космос, двигался по эллиптической орбите.

Максимальная скорость его полёта была 7843 м/с, минимальная скорость для данной орбиты составляла 7671 м/с.

Если такую скорость сообщить телу в горизонтальном направлении у поверхности Земли, то при отсутствии атмосферы оно станет искусственным спутником Земли, обращающимся вокруг неё по круговой орбите.

Такую скорость спутникам способны сообщать только достаточно мощные космические ракеты.
В настоящее время вокруг Земли обращаются тысячи искусственных спутников.

Любое тело может стать искусственным спутником другого тела (планеты), если сообщить ему необходимую скорость.

Следующая страница «Примеры решения задач по теме «Первая космическая скорость»»

Назад в раздел «Физика — 10 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский»

Динамика — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Основное утверждение механики —
Сила —
Инертность тела. Масса. Единица массы —
Первый закон Ньютона —
Второй закон Ньютона —
Принцип суперпозиции сил —
Примеры решения задач по теме «Второй закон Ньютона» —
Третий закон Ньютона —
Геоцентрическая система отсчёта —
Принцип относительности Галилея. Инвариантные и относительные величины —
Силы в природе —
Сила тяжести и сила всемирного тяготения —
Сила тяжести на других планетах —
Примеры решения задач по теме «Закон всемирного тяготения» —
Первая космическая скорость —
Примеры решения задач по теме «Первая космическая скорость» —
Вес. Невесомость —
Деформация и силы упругости. Закон Гука —
Примеры решения задач по теме «Силы упругости. Закон Гука» —
Силы трения —
Примеры решения задач по теме «Силы трения» —
Примеры решения задач по теме «Силы трения» (продолжение) —

Третья космическая скорость — 16,6 км/сек.

В 1977 году в США состоялись запуски аппаратов Вояджер-1 и Вояджер-2 в рамках одноименного проекта, ставшего одним из самых успешных за всю историю космонавтики на сегодняшний день. В 2013 году Вояджер-1, преодолев более 18 млрд километров и набрав скорость около 17 км/сек, вылетел за пределы Солнечной системы. Таким образом, аппарат стал первым искусственным объектом, разогнанным до третьей космической скорости. В ноябре 2017 года, после 37 лет простоя, ученые NASA запустили двигатели Вояджер-1 и скорректировали траекторию для более точной передачи сигнала. Ожидается, что аппарат будет функционировать и поддерживать связь с Землей примерно до 2025 года.

Определить точное значение третьей космической скорости невозможно, так оно может колебаться в довольно широком диапазоне. Имеет значение угол направления запуска к траектории движения Земли по орбите и контакт с гравитационными полями других планет, которые могут как ускорять, так и притормаживать КА. Минимальное значение третьей космической скорости оценивается как 16,6 км/сек.

Размер тел Солнечной системы

Звезда Солнце по праву является самым габаритным космическим телом Солнечной системы. Она светит настолько сильно и ярко, что способна осветить даже отдаленный Плутон. Благодаря солнечному свету на Земле появились живые организмы. Но считается, что Звезда не вечна и в будущем она способна погубить все живое. По расчетам ученых солнечной энергии хватит еще на 4-6 млрд. лет.

Крупнейшей планетой Системы является Юпитер. Его масса в 2,5 раза превышает суммарную массу оставшихся планет. Гигант таит в себе много загадок, ученые до сих пор не могут определить есть ли у него твердое ядро. Многие слышали о Большом Красном Пятне на планете. Параметры его размера в три раза превышают земные.Ученые склоняются, что это уже несколько сотен лет там бушует буря.

Земля считается самым крупным твердым небесным телом в Солнечной системе. По размерам из всех планет земной группы она на первом месте. Ее диаметр 12,7 тыс. км.

Крупнейший естественный спутник Системы – Ганимед.Он относится к Юпитеру. Благодаря диаметру 5,3 тыс. км, он превышает размеры Меркурия.

Самой большой карликовой планетой считается Плутон. В 2015 году он был исследован зондом «Новые горизонты». В результате проведенных исследований выяснилось, что радиус небесного тела составляет 2380 км, что на несколько десятков км больше, чем предполагалось ранее.

Крупнейший астероид Солнечной системы носит название Веста. Его диаметр примерно 525 км, однако форма далеко не круглая. Кто-то может сказать, что это немного. Но если учесть, что однажды на Землю упал астероид диаметром всего 10 км и уничтожил большую часть всего живого на планете, то космический объект диаметром 525 км будет куда более масштабней. Астероид еще называют протопланетой. Считается, что вначале формирования Солнечной системы он мог стать каменистой планетой, но в результате гравитационных сил Юпитера и недостаточно количества вещества, этого так и не произошло.