衛星是在有心引力下運動嗎

2022-09-23 14:36:41 字數 5531 閱讀 2181

1樓:

如果我們把地球看成一個均質的球體,它的引力場即為中心力場,其質心為引力中心。那麼,要使人造地球衛星(簡稱衛星)在這個中心力場中作圓周運動,粗俗地說,就是要使衛星飛行的離加加速度所形成的力(離心慣性),正好抵消(平衡)地心引力。這時,衛星飛行的水平速度叫第一宇宙速度,即環繞速度。

反過來說,衛星只要獲得這一水平方向的速度後,不需要再加動力就可以環繞地球飛行。這時衛星的飛行軌跡叫衛星軌道。衛星軌道平面通過地球中心。

如果速度稍大一些,則形成橢圓形軌道,如果達到第二宇宙速度,即逃逸速度,則為拋物線軌道,那時它將繞太陽飛行成為人造行星;如果達到第三宇宙速度,則為雙曲線軌道,與太陽一樣而繞銀河系中心飛行了。

2樓:

是,衛星是在向心力(萬有引力)的作用下做圓周運動的

3樓:張老師說物理

衛星是在向心力的作用下在做圓周運動。相信你是由衛星和地球之間的萬有引力提供的。

4樓:lol新手

是的衛星在萬有引力下運動的

5樓:遺忘曾經

這個是的,比如圍繞地球的衛星,都是受到地球引力的作用而圍著地球轉

6樓:終極鬥士

地球對周圍的物體有引力的作用,因而丟擲的物體要落回地面但是丟擲的初速度越大,物體就會飛得越遠。衛星執行原理類似。

衛星在太空中是不是不需要能量就可以一直運動阿

7樓:匿名使用者

你們都是放屁放屁誤認子弟,不需要動力了,因為再加上動力裝置它就太浪費了,太空動力不是那麼簡單的,太空相對是真空的而且是在大氣外,不能用空氣學推動發動機,而是像火箭一樣的自噴式發動機,又大又不穩定,且受燃料限制,衛星多一克重量火箭升空就多很多昂貴的太空燃料(不需氧氣真空燃燒)老美連價值連城的登月艙都不捨得安裝返回系統讓它留在月球就更別提啥破衛星了!這是其一,其二火箭升空前科學家數學家就把軌道算了八百六十遍了,升空後同步衛星是在外太空停止加速釋放衛星,衛星會和地球一樣的速度一直執行在指定方位上空,外太空相對來說是沒有阻力的幾乎為零,一百年下來誤差半徑也不會超過十公里只是它有壽命,電器元件暴露在外太空壽命比在地球上要縮短一半才會壞掉但它還是按軌道行走,環球衛星是在升至外太空後再按早先計算好的動力飛行一段時間脫離它會比地球快,進入正常軌道後它的路線會百年不變,當然地球的引力會使它航道變化,但科學家早就把引力計算上了,使引力成為它動力的一部分了,但不用擔心它會掉地上,除非月亮掉地上因為月亮也受地球吸引啊,不明白再問我啊

8樓:匿名使用者

理論上如果沒有太空阻力(粒子等)是可以嘀.不過實際上衛星每隔一些時間就必須用自帶的發動機修正高度和軌道防止落下來,所以衛星的壽命基本上是由所帶的燃料多少來決定嘀. (太陽能所產生的電能是不能變軌道嘀).

同步衛星一般是15年左右.

9樓:求新樂道

不完全正確。衛星在軌道執行不需要能量,但調整軌道需要能量,發射電磁波要能量,衛星有太陽能電池供能。

10樓:匿名使用者

不知道你學沒學過萬有引力定律,一個物體他離地球越遠則地球對他的吸引力就越低。在大氣層中,既有重力又有空氣阻力,消耗的能量會多很多。等到火箭達到第一宇宙速度,則他就可以不用推力,直接圍繞地球轉了,這是就可以釋放衛星。

如果這是再加力,他的軌道就會變為橢圓,到第二宇宙速度後就直接飛離地球而像地球一樣繞著太陽轉了。再加力的話就成為銀河系的一員了~~~~呵呵~~~

11樓:匿名使用者

不知道你知不知道那些報廢的衛星,那些太空垃圾就懸浮在那呵呵

太空垃圾不需要能量,在軌衛星需要保持軌道正確,就需要些能量

12樓:舒剛

理論上是不要的,由萬有引力提供,但實際上,由於各種粒子的阻力,要提供能量

13樓:匿名使用者

飛行不要 工作部件用太陽能

衛星運動軌跡為什麼是橢圓?

14樓:王王王小六

衛星運動的軌道是橢圓是因為衛星與地球之間的萬有引力作用。

根據牛頓的萬有引力定律,一般情況,當一個物體靠近另外一個物體,是逐漸**獲並逐漸增加吸引力的,所以越靠近吸引力越大,加速度和速度也越大,而速度越大,要改變物體的運動就越難,所以除非達到絕對平衡,否則衛星的軌道基本上不會成為標準的圓周運動。

擴充套件資料

人造地球衛星繞地球執行遵循開普勒行星運動三定律:

(1)衛星軌道為一橢圓,地球在橢圓的一個焦點上。其長軸的兩個端點是衛星離地球最近和最遠的點,分別叫做遠地點和近地點。

(2)人造地球衛星在橢圓軌道上繞地球執行時,其執行速度是變化的,在遠地點時最低,在近地點時最高。速度的變化服從面積守恆規律,即衛星的向徑(衛星至地球的連線)在相同的時間內掃過的面積相等。

(3)人造地球衛星在橢圓軌道上繞地球執行,其執行週期取決於軌道的半長軸。不管軌道形狀如何,只要半長軸相同,它們就有相同的執行週期。

(4)人造地球衛星軌道的形狀和大小由它的半長軸和半短軸的數值來決定。其半長軸和半短軸的數值越大,軌道越高;半長軸與半短軸相差越多,軌道的橢圓形越扁長;並長軸與半短軸相等則為圓形軌道。

15樓:匿名使用者

圓錐曲線有橢圓,雙曲線,拋物線。不過後兩者的行星會遠離中心天體,一去不復返。你能看到的,當然都是橢圓軌道

地球引力場攝動衛星對衛星的運動有哪些影響

16樓:tpu薄膜專賣

人造地球衛星運動理論 正文編輯本段 如果地球是一個密度均勻的正球體,又沒有大氣阻力和其他天體的攝動,人造地球衛星的運動就是簡單的橢圓運動。然而,實際上它的運動受到許多攝動因素的影響,這是現代天體力學的一個重要的研究課題。

攝動因素 影響人造衛星運動的主要攝動因素有:①地球非球形攝動(即地球形狀攝動);②大氣阻力攝動;③太陽光壓攝動;④日、月引力攝動等。

地球非球形攝動 地球並不是一個正球,而是更接近於一個橢球。地球赤道突出部分對衛星的吸引,使衛星不再沿一個固定的橢圓運動,這不僅使衛星軌道平面繞地球極軸不斷轉動,同時還使橢圓軌道在軌道平面內不停旋轉。這種轉動的速度主要取決於地球扁率,並同衛星軌道平面對赤道的傾角和橢圓軌道的大小有關。

衛星繞地球飛行的週期越長,轉動的速率就越小。此外,地球扁率還引起許多週期性的攝動,使衛星圍繞著軌道橢圓振動,其振幅有時可達幾公里。地球赤道突出部分是影響衛星運動的最重要因素之一。

另外,地球形狀不是一個嚴格的橢球,其內部質量分佈也不均勻,地球引力場相當複雜,若按球諧式表示,則其式中,還含有很多高階項。它們的主要影響是引起大量的週期攝動,儘管這些週期攝動一般都不大,卻增加了衛星運動的複雜性。

大氣阻力攝動 人造衛星在高空大氣中運動,不斷受到大氣的阻力作用。大氣阻力攝動主要是改變衛星軌道的形狀和大小,而對衛星軌道面的影響很小。由於大氣阻力集中在衛星近地點附近,衛星軌道形狀和大小的變化便具有如下特點:

首先降低衛星遠地點高度,而近地點高度基本不變,使得衛星軌道越變越圓,然後再使軌道越變越小,最後,衛星終於在稠密的大氣中隕落。對於近地衛星來說,大氣阻力是決定衛星壽命的主要因素。

太陽光壓攝動 這種攝動本身是一種保守力。如果沒有地影,它只會使衛星軌道產生週期性變化;由於存在地影,衛星所受的光壓是間斷的和不對稱的,這就使衛星能量發生變化,從而影響到半長徑。太陽光壓攝動,對於面積質量比大的衛星,如氣球衛星,會起重要的作用。

日、月引力攝動 日、月引力對人造衛星的攝動,與經典天體力學中第三天體的攝動是相同的。對於近地衛星,日、月引力攝動的量級較小,但衛星越高,這種攝動就越大,到了地球同步衛星的高度,攝動就十分顯著。日、月引力攝動的另一特點是使衛星軌道產生許多長週期項,其中還有共振項(見共振理論),而且偏心率的長週期項同偏心率本身成正比。

這就使軌道較扁的遠地衛星的軌道偏心率在一段時間內越變越大,有時甚至使衛星的近地點很快降到稠密大氣層中,衛星因而隕落。

此外,影響衛星運動的攝動因素還有海潮攝動、地球反射光壓攝動、地球紅外輻射攝動以及座標系本身運動所引起的附加攝動等,在計算精密衛星星曆錶時,應適當考慮這些攝動。

運動理論 對人造衛星運動的研究,沿用了經典天體力學中的級數法。在級數時,通常認為表徵地球扁率的二階帶諧係數為一階小量,而其他攝動為二階小量。與經典的行星運動理論一樣,人造衛星的運動理論,也有一階理論、二階理論、三階理論……之分。

不過,由於衛星運動快,長期攝動的影響非常顯著,幾天之後攝動量就相當大。因此,人造衛星的一階運動理論,通常是指包含了二階長期攝動和一階週期攝動的理論;而二階運動理論是指包含了三階長期攝動及二階週期攝動的理論……等等。在六十年代,人們研究的是一階運動理論,其距離精度約為10米(速度為1釐米/秒),這與當時的觀測精度是相適應的。

採用鐳射測距和多普勒測速技術之後,衛星觀測精度大大提高,人造衛星鐳射測距的精度已達幾釐米,多普勒測速精度也已達0.1毫米/秒。為了能從這樣高精度的觀測中提取全部資訊,人造衛星的運動理論必須準確到 1釐米的精度。

這就需要人造衛星的二階運動理論,甚至三階運動理論。

人造衛星的一階運動理論,通常採用分析方法進行研究,並可將各種攝動因素分開處理。對於地球非球形攝動,2023年古在由秀採用平均要素法,首先提出了一階運動理論。後來,巴特拉科夫又利用人造衛星的能量積分,進一步完善了這個理論,布勞威爾則採用蔡佩爾變換(見攝動理論)成功地解決了這個問題。

此外,一些學者還研究了大氣阻力攝動、太陽光壓攝動和日月引力攝動等問題。

二階運動理論的分析方法,一般都侷限於地球非球形攝動。2023年古在由秀首先創立二階運動理論,把運動理論的精度提高到了一個新的水平。2023年阿克斯內斯用包含了部分一階影響的軌道作為中間軌道,推出了二階運動理論。

他採用了希爾變數並利用堀源-李變換,所以他的表示式要比古在由秀的簡潔得多。由於二階運動理論的公式繁複,推導困難,人們開始使用電子計算機來幫助解決這個問題,在計算機上建立了泊松級數的運算程式,並用以推導天體力學中的繁複的公式。2023年,木下宙建立了三階運動理論。

與此同時,其他攝動的計算也更精細了,例如,考慮到大氣密度的週日變化、半年變化、扁球效應、日月引力攝動的短週期項、潮汐項等。這些研究提高了衛星運動理論的精度,但是,由於沒有解決聯合攝動問題,分析方法所用的物理模式,始終是某種簡化了的模式,精度不夠高;而且分析方法推導繁複,即使用電子計算機,要推出幾萬項甚至幾十萬項的攝動,計算量也很大。因此,很多實用部門就乾脆使用天體力學數值方法來解決人造衛星的運動問題。

然而,數值方法計算時間太長,積累誤差也較大,因此,人們又開始使用半分析、半數值的方法:短週期攝動用分析方法計算;長期、長週期攝動用數值方法計算。這種方法,對於得到分米級精度的運動理論是合適的。

應用 對人造衛星運動的研究,是發展空間事業的理論基礎之一。利用人造衛星運動特徵設計的太陽同步軌道,成功地用於氣象衛星、地球資源衛星,保證衛星照相得到有利的日照條件。利用人造衛星運動理論並結合實際觀測,可以精密測定測站的地心座標、地球引力場和高層大氣密度;人造衛星的運動理論,現在還廣泛用於導航事業,併成功地用來測定極移。

人造衛星運動理論的研究,向天體力學提出了許多新的課題。對人造衛星的一些攝動特點(非引力攝動較大,大氣密度變化複雜,不連續的太陽光壓攝動等)的研究,豐富了攝動理論;在研究人造衛星運動過程中逐步形成的堀源-李變換,促進了經典變換理論的發展;對「臨界角」及其他共振問題的研究,推動了共振理論研究的發展。此外,人們還提出了許多種適用於研究人造衛星運動的中間軌道以及計算其殘留攝動的方法等,所有這些都推動了天體力學的發展

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