Українські рефератиучбові матеріали на українській мові

RefBaza.com.ua пропонує студентам та абітурієнтам найбільшу базу з рефератів! Також ви можете ділитися своїми рефератами для поповнення бази.

Вільний політ у полях тяжіння

Реферат: Вільний політ у полях тяжіння

Головним ланкою у подальшому ланцюгу космічних дисциплін є теорія руху космічних об'єктів .У цьому вся доповіді розглядається одне з її складових частин - теорія вільного польоту в полях тяжіння .

Найважливішою з природних сил ,діючих на космічний апарат ,є сила всесвітнього тяжіння .Сили тяжіння (чи сили тяжіння ) підпорядковуються ньютоновскому закону всесвітнього тяжіння .Цього закону каже: всякі дві матеріальні точки притягуються друг до друга на силі ,прямо пропорційними квадрату відстані з-поміж них ,чи ,в математичної формі :

f*m1*m2 (1)

F=``r^2````

Тут F -величина обох сил тяжіння , m1,m2 - маси притягивающихся матеріальних точок, r- відстань з-поміж них ,f- коэфициент пропорциональности,называемой постійної тяжіння (гравітаційна стала) .Якщо вимірювати масу в кілограмах, силу ньютонах ,а відстань метрах ,то ,як свідчать точні виміру ,стала тяжіння дорівнює 6,672*10^(-11) м^3/(кг*с^2)

На різних етапах космічного польоту різне значення може мати вплив середовища, у якій відбувається рух . Сили ,діючі із боку атмосфери на космічний апарат ,називаються аеродинамічними .У міжпланетному просторі значної ролі може грати тиск сонячного випромінювання ,що цілком непомітно у повсякденній жизни.Если маса космічного апарату невелика ,а поверхню ,яку тиснуть сонячні лучи,значительна,то дією цього чинника можна знехтувати .

Завдання N тіл і метод чисельного інтегрування

Пассивное рух космічного апарату у світовій пр-ве проиходит переважно під впливом сил тяжінь небесних тіл - Земли,Луны,Солнца ,планет. Становище цих тіл безупинно змінюється ,причому їх рух ,як і рух космічного апарату ,відбувається під дейсвием сил всесвітнього тяжіння. Отже ,ми стикаємося з потребою розв'язання завдання про рух значної частини небесних тіл (зокрема искуственного небесного тіла - космічного апарату) під дейсвием сил взаємного притяжения.Такая завдання називається «завдання N тіл».

Виконання цього завдання у випадку зустрічає величезні труднощі ,навіть завдання трьох тіл вирішена тільки до кількох окремі випадки. Однак у космодинамике завдання N тіл має особливий характер . Космічний апарат не надає практично ніякого впливу рух небесних тел.Такой випадок відомий у небесної механіці як обмежена завдання N тіл .При її рішенні рух Солнца,Земли ,відвідин Місяця й планет є заданим ,бо вона чудово изученно астрономами і передвіщається ними багато років вперед.

Відстані від космічного апарату до Сонця ,Землі ,Луы і планетыв будь-якої миті відомі ,маси всіх таких тіл також відомі ,а значит,известны за величиною й спрямуванню і прискорення, сообщаемые небесними тілами космичекому апарату. У насправді ,якщо маса небесного тіла M ,а маса космічного апарату m , то гравітаційне прискорення a ,сообщаемое апарату ,

одно силі тяжіння

f*M (2)

``r^2`

Отже ,гравітаційне прискорення залежить від відстані між притягиващимися тілами і південь від маси що притягує тела,но залежить від маси притягиваемого тіла .

Отже за такою формулою (2) ми можемвычислить гравітаційне прискорення , сообщаемое космічному апарату кожним небесним тілом окремо ,отже , можемо виявити й сумарне прискорення. Знаючи величину і напрям початковій швидкості космічного аппарата,можно ,враховуючи розрахований прискорення вирахувати положення і швидкість апарату через невеликий відтинок часу ,наприклад через секунду. Для нового моменту потрібно буде наново обчислити прискорення і далі розрахувати таке становище апарату та її швидкість тощо. Таким шляхом можна простежити все рух космічного апарату . Єдина неточність цього у тому що припадати протягом кожного невеликого проміжку часу (кроку розрахунку) вважати прискорення при обчисленнях незмінним ,тоді як він переменно .Але точність розрахунку можна скільки завгодно підвищити ,зменшивши крок .

Описана процедура називається численным інтегруванням .

Невагомість

При невагомості тяжіння Землі (чи іншого небесного тіла ) ні втручатися у переміщення предметів щодо корабля .Відсутні будь-які зовнішні поверхневі сили, які діють корабль.Наличие ж зовнішніх поверхневих сил (сила сопр. середовища, сили реакції опори чи підвісу)- обов'язкова умова сущ. стану вагомості .

Отже , тіло, і поступально движущ. під впливом одних сил тяжіння, завжди нах. в состояниии невесомости.Примеры : корабель у світовій пр-ве , падаючий ліфт ,людина що здійснює стрибок .

Тепер ,ми з'ясували природу невесомости,уместно буде внести недо. поправки . Ми завжди мали через, що гравітаційне прискорення птд. деталей майже (але не точності ) однаково , т.к. відстань птд. деталей від що притягує тіла (напр. Землі) приблизно однакові .Фактично, всі ці неточності незначні . Перепад гравітаційних прискорень (градієнт гравітації ) у сфері простору , зайнятою патлів. кораблем, мізерний. Наприклад в розквіті 230 км над заговорили українською у. Землі ,земне гравит. прискорення зменшується на 2,77*10^(-6) м/c^2 за кожен метр висоти .Коли космичекий корабель довжиною 5 м располаг. вздовж лінії , напр . на центр Землі її нижній кінець отримує прискорення на 0,00015 % більше ,ніж верхній .

Отже ,порушення невагомості ,вызваные наявністю градинта гравітації (тобто. сутнісно неоднорідністю поля тяжіння), наводять немає «часткової невагомості» , а до цілком осбому стану . У стані вільного польоту на полі тяжіння тіла кілька (дуже й дуже слабко) розтягнуті в радіальному напрямі .

Центральне полі тяжіння

Коли космічний апарат перебувати у світовому пространсиве далеко від планет , досить враховувати тяжіння самого Сонця , оскільки гравитациооные прискорення ,сообщаемые планетами (вследствии великих відстаней і щодо дрібниці їх мас) , мізерно малі проти прискоренням ,сообщаемым Сонцем .

Припустимо тепер ,що ми вивчаємо рух космічного об'єкта поблизу Землі . Прискорення ,сообщаемое цьому обьекту Сонцем ,досить помітно : воно приблизно дорівнює прискоренню ,сообщаемому Сонцем Землі (близько 0,6 см/с^2 ); природно було його враховувати ,якщо нас цікавить рух обькта оносительно Сонця . Але якщо нас цікавить рух космічного об'єкта щодо Землі ,то тяжіння Сонця оказывется срвнительно салосущественным . Воно нічого очікувати втручатися у рух аналогічна тій ,як тяжіння Землі не втручається у відносне рух предметів на борту корабля-спутника .Те саме стосується і тяжіння Місяця, що вже казати про притяжениях планет .

Вважатимемо небесне тіло однорідним матеріальним кулею , що складається з з вкладених один одного однорідних сферичних верств. Отже , небесне тіло притягує так ,ніби його маса зосереджена центрі . Таке полі тяжіння зв. центральним. Будемо вивчати спрямування центральному полі тяжіння космічного апарату ,який початковий момент ,коли з відривом r°от небесного тіла швидкість v° .Для подальшого скористаємося законом збереження хутро. енергії , який справедливий для аналізованого випадку , оскільки полі тяжіння є потенційним, наявністю ж негравітаційних сил ми прнебрегаем . Кинетическая енергія космічного аппарта дорівнює (mV^2)/2 ,де m - маса апарата ,а v - його швидкість . Потенційна енергія у центральному полі тяжіння виражається формулою

f*M*m

П=-


Схожі реферати

Статистика

[1] 2