Искусственные спутники. Законы Кеплера

Искусственные спутники
Первая космическая скорость (круговая скорость) - наименьшая начальная скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником планеты (для Земли - 7,9 км/с) - траектория 1. Вторая космическая скорость (параболическая скорость) - наименьшая начальная скорость, которую необходимо сообщить телу, для того, чтобы оно могло преодолеть притяжение планеты (для Земли - 11,2 км/с) - траектория 3. Третья космическая скорость - наименьшая начальная скорость, при которой тело покидает Солнечную систему (для Земли -16,6 км/с) - траектория 4.
Законы Кеплера.
1609г. – Кеплер публикует работу (новая астрономия). Она посвящена изучению движения Марса по наблюдениям Тихо Браге и содержащая первые два закона движения планет. 1612г. – “Гармония мира”, в которой он дал формулировку третьего закона объединяющего теорию движения планет в стройное целое. 1627г. – “Рудольфовые таблицы” – последняя крупная работа Кеплера. Эта работа подвела итог многолетних трудов по обработке наблюдений Тихо Браге. Эти таблицы давали возможность в удобной форме вычислять для любого момента времени положение планет с высокой точностью (для той эпохи). Эмпирические законы Кеплера навсегда вошли в основу теоретической астрономии, получили объяснения в механике И. Ньютона, в частности – в законе всемирного тяготения.
В дальнейшем законы Кеплера уточнялись и в результате получили такую формулировку: Каждая из планет обращается вокруг солнца по эллипсу, причем Солнце находится в одном из его фокусов. В равные промежутки времени, радиус-вектор и планеты описывают равные площади. Кубы средних расстояний от планет до Солнца пропорциональны квадратам периодов обращний планет вокруг Солнца.
Три закона движения планет открытые Кеплером, в начале 17 века, явились обоснованием и дальнейшим развитием гелиоцентрического учения Коперника. Эти законы являются важнейшим аргументом в пользу центрального положения солнца,положившая конец геоцентрической системе Птоломея. Солнце занимая один из фокусов эллиптической орбиты планеты, является, по Копернику источником силы движущей планеты.

Вес.

Вес.
Сила, с которой все тела действуют на горизонтальную опору или вертикальный подвес вследствие притяжения Земли, наз. весомтела.
Внимание! Вес - сила, следовательно, измеряется в ньютонах. [P]=Н Вес тела по третьему закону Ньютона - сила, парная к силе упругости (реакции опоры, натяжения нити). Значит по своей природе вес - сила упругости, возникающая в опоре или подвесе! Вектор силы веса тела приложен к опоре или подвесу. Следовательно, если нет опоры или подвеса, то нет и веса.
В общем случае выполняются соотношения: - второй закон Ньютона - третий закон Ньютона. Следовательно: - это формула для расчета веса тела в общем случае. В проекциях на ось Х: рассмотрим три случая (см. рисунок). P=mg -вес тела в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения.
P=m(g-a)- вес тела в случае, когда вектор ускорения совпадает по направлению с вектором ускорения свободного падения. В этом случае сила веса по модулю меньше силы тяжести. При a=g P=0 - состояние невесомости. Т.е., если тело свободно падает, то оно не имеет веса.
P=m(g+a) - вес тела в случае, когда вектор ускорения противоположен по направлению вектору ускорения свободного падения. - перегрузка. Летчики и космонавты испытывают перегрузку в 5 -7 раз. Максимальная статическая перегрузка для человека - 13g, динамическая (короткодействующая) - до 20g.

Трение.
Название силы	Природа взаимодействия	Формула	Направление	Условие применимости	Примечание
Сила трени покоя	Электро- магнитная		Противоположно силе, приложенной к телу, вдоль поверхности соприкосновения.	Равна по величине и противоположна по направлению приложенной силе.	Зависит от рода трущихся поверхностей. N - сила реакции опоры.
Сила трения скольжения	Электро- магнитная	(закон Кулона – Амонтона)	Противоположно направлению вектора относительной скорости движения.	Формула выполняется приближенно, т.к. сила трения зависит от скорости.	m - коэффициент трения скольжения. Зависит от рода трущихся материалов, от обработки поверхностей. Не зависит от силы давления, от площади соприкасающихся поверхностей.
Сила трения качения	Электро- магнитная		Противоположно направлению вектора относительной скорости движения.	Формула выполняется приближенно, т.к. сила трения зависит от скорости.	m - коэффициент трения качения
Сила спротивления (жидкого трения)	Электро-магнитная	F=α v F=β v ²	Противоположно вектору скорости.	До определенной скорости выполняется формула F=α v, а затем - F=β v ². Какую формулу применять устанавливают на опыте.	Коэффициенты пропорциональности зависят от рода среды, формы и размеров тела. Коэффициенты размерны.
График:
1. Трение покоя.
2. Трение скольжения. При v=const μ=tgα.
3. Жидкое трение.