Решебник по физике 9 класс Перышкин | Страница 103

Планеты длительное время обращаются вокруг Солнца, а спутники — вокруг планет. При этом гравитационная сила меняет направление их скорости и удерживает на орбитах.

Спутник имеет достаточную горизонтальную скорость. Постоянно падая под действием силы тяжести, он из-за кривизны Земли не достигает её поверхности и обращается вокруг неё.

Да, если сопротивлением атмосферы и другими воздействиями можно пренебречь. На спутник действует сила тяжести, поэтому его орбитальное движение является свободным падением.

Тело нужно вывести за плотные слои атмосферы и сообщить ему соответствующую орбитальную скорость преимущественно поперёк направления к центру Земли. Для круговой орбиты скорость определяется высотой орбиты.

На круговой орбите сила тяжести сообщает центростремительное ускорение: GMзm/Rз² = mv₁²/Rз. После сокращения получаем v₁ = √(GMз/Rз) = √(g₀Rз) , где Mз и Rз — масса и радиус Земли, g₀ — ускорение у её поверхности.

При первой космической скорости, направленной горизонтально вблизи поверхности, тело движется по круговой орбите вокруг Земли (без сопротивления атмосферы). При второй космической скорости оно может преодолеть земное притяжение и удалиться от Земли без дополнительного разгона.

Спутник и все находящиеся внутри него тела совместно свободно падают под действием земного притяжения. Им не требуется давить на опору, чтобы двигаться вместе со спутником, поэтому их вес равен нулю. Сила тяжести при этом продолжает действовать.

h — высота орбиты;

Rз — радиус Земли;

Mз — масса Земли;

G — гравитационная постоянная;

r — радиус орбиты;

v — скорость спутника.

v — круговая скорость у поверхности Луны;

gл — ускорение свободного падения на Луне;

Rл — радиус Луны.

F₀ — сила притяжения у поверхности;

F — сила на искомом расстоянии;

Rз — радиус Земли;

r — расстояние до центра Земли;

h — высота над поверхностью.

h — начальная высота;

Rз — радиус Земли;

v₀ — начальная скорость падения;

t — время;

g₀ — ускорение у поверхности;

g(h) — ускорение на высоте h;

s — путь за первую секунду.

1. Движущийся воздух обладает некоторым импульсом. По закону сохранения импульса шарик обладает таким же по модулю, но противоположным по направлению импульсом. В результате он движется противоположно струе выходящего из шарика воздуха.

2. Приведите примеры реактивного движения тел: самолет, ракеты, гидромотоцикл, медуза

3. Ракеты предназначены для вывода в космос искусственных спутников Земли, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и других полезных грузов. 1 – полезный груз 2 – приборный отсек 3 – окислитель 4 – топливо 5 – насосы 6 – камера сгорания 7 – сопло Топливо и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания. Топливо, сгорая, превращается в газ высокой температуры и высокого давления, который мощной струёй устремляется наружу через сопло. По закону сохранения импульса ракета приходит в движение.

4.Скорость ракеты зависит в первую очередь от скорости истечения газов и массы ракеты. Скорость истечения газов зависит от типа топлива и типа окислителя. Масса ракеты зависит например от того какую скорость ей хотят сообщить или от того, как далеко она должна улететь.

5. Преимущество многоступенчатых ракет перед одноступенчатыми заключается в том, что во время полёта происходит уменьшение общей массы ракеты путём отбрасывания уже ненужной ступени. По закону сохранения импульса чем меньше масса ракеты, тем больше будет её скорость. Увеличение скорости ракеты позволяет сэкономить топливо и окислитель или увеличить дальность полёта.

6. Посадка космического корабля осуществляется таким образом, чтобы его скорость по мере приближения к поверхности снижалась. Это достигается использованием тормозной системы, в роли которой может выступать или парашютная система торможения или торможение может быть осуществлено с помощью ракетного двигателя, при этом сопло направляется вниз (к Земле, Луне и т.д.), за счет чего гасится скорость.

3. На штатив с помощью держателя прикрепили воронку с присоединенной к ней снизу резиновой трубкой с искривлённой насадкой на конце, а снизу разместили лоток. Затем сверху, в воронку из емкости стали лить воду, при этом вода выливалась из трубки в лоток, а сама трубка из вертикального положения сместилась. Этот опыт служит иллюстрацией реактивного движения, основанного на законе сохранения импульса.