Vectori si Proiectile

Satelitul proiectil

Despre satelit se poate spune ca este un proiectil care orbiteaza, dar cum poate orbita? Adica de ce se misca satelitul pe o traiectorie orbitala (cerc, elipsa)? Cad sau nu satelitii pina la urma pe pamint?

Da este un proiectil pentru ca asupra lui actioneaza numai gravitatia si pe orbita este la o inaltime mare fata de pamint unde practic nu mai este aer sa existe forta de rezistenta a acestuia.

Satelitul este actionat de forta de gravitatie spre pamint cu o acceleratie pentru ca altfel ar urma o traiectorie dreapta imediat ce aceasta forta ar inceta, conform legii inertiei, tocmai acest lucru il face gravitatia, abate satelitul de la traiectoria unei drepte.

In sfirsit in timp ce totdeauna satelitul cade spre pamint niciodata nu il va atinge! Cum vine asta? Pentru a intelege acest lucru sa ne reamintim ca pamintul este rotund si la 8000 m linie dreapta (tangenta la cerc) avem o distanta de 5 m fata de pamint. Am putea observa asta daca am putea privi din lateral ca in fotografia de mai jos. Deci se spune ca linia de curbura in jos a pamintului este de 5 m la un orizont de 8000 m. Pentru ca un satelit sa orbiteze, adica sa se miste pe o traiectorie circulara in jurul pamintului trebuie ca in prima secunda sa parcurga orizontal 8000 m sau sa aiba viteza initiala de 8000 m sau mai mare pina la o anumita valoare, astfel incit sa nu cada vertical pe distanta celor 5 m. La aceasta viteza o data atinsa satelitul va cadea mereu cite 5 m spre pamint dar avind avansul de 5 m anterior nu-l va atinge niciodata pe acesta. Un proiectil lansat asa se numeste satelit. Matematic va puteti inchipui o parabola a carei batai se mareste cu viteza initiala pina cind linia initiala a parabolei coincide cu cercul exterior pamintului pe care se va misca.   

Sa facem urmatorul experiment mintal: Un tun puternic sus pe un munte, foarte inalt, unde aerul nu mai are influenta trage orizontal cu diverse viteze. Vitezele si rezultatele animate sunt consemnate in tabelul urmator:

Observatii: Distanta de 8000 m este pentru lansare orizontala de la suprafata pamintului. Dar gravitatia scade cu inaltimea de la pamint deci lansarea pe orbita cere in realitate mai putin decit 8000 m/s.

Am amintit de o viteza limita superioara ca sa ramina satelit. Daca viteza de lansare este prea mare distanta de cadere dispare pentru ca la o anumita inaltime acceleratia gravitationala se anuleaza si obiectul zboara in spatiul cosmic intrind in cimpul gravitational al soarelui.

Pentru improspatarea cunostintelor revedeti capitolele care va intereseaza despre descrierea miscarii obiectelor din Fizica elementara:

• Legea 1 a lui Newton
• Acceleratia gravitationala
• Ce este un proiectil?
• Caracteristicile traiectoriei proiectilului