Comment calculer la vitesse d'un satellite autour de la terre

Dans l'espace, la gravité fournit la force centripète qui provoque satellites (comme la lune) en orbite autour de grands organismes (comme la Terre). Merci à la physique, si vous savez la masse et l'altitude d'un satellite en orbite autour de la Terre, vous pouvez calculer à quelle vitesse il a besoin de voyager pour maintenir cette orbite.

Un satellite particulier peut avoir qu'une seule vitesse en orbite autour d'un corps particulier à une distance donnée parce que la force de gravité ne change pas. Alors, quelle est cette vitesse? Vous pouvez calculer avec les équations de la force centripète et la force gravitationnelle. Pour un satellite d'une masse particulière, m1, à l'orbite, vous avez besoin d'une force centripète correspondante:

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Cette force centripète doit venir de la force de gravité, de sorte

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Vous pouvez réorganiser cette équation pour obtenir la vitesse:

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Cette équation représente la vitesse à laquelle un satellite à un rayon donné doit voyager pour satelliser si l'orbite est due à la gravité. La vitesse ne peut pas varier tant que le satellite a un rayon orbital constant - qui est, aussi longtemps que ça va tourner en rond. Cette équation est valable pour tout objet en orbite où l'attraction est la force de gravité, que ce soit un satellite fabriqué par l'homme en orbite autour de la Terre ou en orbite autour de la Terre du soleil. Si vous voulez trouver la vitesse pour les satellites qui orbitent autour de la Terre, par exemple, vous utilisez la masse de la Terre dans l'équation:

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Voici quelques détails que vous devez noter sur l'examen de l'équation de la vitesse orbitale:

  • Vous devez utiliser la distance du centre de la Terre, non pas la distance au-dessus de la surface de la Terre, comme le rayon. Par conséquent, la distance que vous utilisez dans l'équation est la distance entre les deux corps en orbite. Dans ce cas, vous ajoutez la distance du centre de la Terre à la surface de la Terre, 6,38 x 106 m, à la hauteur du satellite au-dessus de la Terre.

  • L'équation suppose que le satellite est suffisamment élevée du sol qu'il tourne autour de l'atmosphère. Cette hypothèse est pas vraiment vrai pour Satellites artificielle, même à 400 miles au-dessus de la surface de la Terre, les satellites ne se sentent frottement de l'air. Peu à peu, la traînée de frottement leur apporte en plus bas, et quand ils ont frappé l'atmosphère, ils brûlent sur la rentrée. Quand un satellite est à moins de 100 miles au-dessus de la surface, son orbite décroît sensiblement chaque fois qu'il tourne autour de la Terre. (Voir ci-dessous!)

  • L'équation est indépendante de la masse. Si la lune plutôt que le satellite artificiel en orbite à 400 miles et vous pouvait ignorer frottement de l'air et les collisions avec la Terre, il faudrait aller à la même vitesse que le satellite afin de préserver son orbite proche (ce qui rendrait quelque peu levers de lune spectaculaire).

Satellites humaines fait orbitent généralement à des hauteurs de 400 miles de la surface de la Terre (environ 640 km, soit 6,4 x 105 mètres). Quelle est la vitesse d'un tel satellite? Tout ce que vous avez à faire est de mettre dans les numéros:

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Il convertit à environ 16.800 miles par heure.


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