Сабақтың аты Қозғалыс материяның ажырамас бөлігі Жалпы мақсаты
Ñàáà?òû? àòû ?îç?àëûñ ìàòåðèÿíû? àæûðàìàñ á?ë³ã³ Æàëïû ìà?ñàòû
|
Жаңа сабақ |
Жасанды серіктердің қозғалысы. Ньютон жұмыстарында денелердің парабола бойымен құлауынан Жерді айнала орбиталық қозғалысына қалай өтуге болатынын көрсететін керемет сурет бар (107-сурет). “Жерге лақтырылған тас ауырлық күші әсерінен түзу сызықты жолынан ауытқып, қисық сызық жасай Жерге құлайды. Егер тасты көбірек жылдамдықпен лақтырса, ол алысырақ құлайды” – деп жазды Ньютон. Осы ойды жалғастырып, егер тасты биік тау басынан үлкен жылдамдықпен лақтырса, онда оның траекториясы ол тас Жерге ешқашан да құламайтындай өзгеруі мүмкін. Осылай тас Жердің жасанды серігіне айналады деп тұжырымдауға болады. Денені Жердің жасанды серігіне айналдыру үшін, Жер бетіне денеге берілетін ең аз жылдамдықты бірінші космостық жылдамдық деп атайды. Жасанды серікті қажетті биіктікке көтеріп, горизонталь бағытта жеткілікті жылдамдық беру үшін зымырандар қолданылады. Одан кейін серік тасымалдаушы зымыраннан ажырап, әрі қарай Жердің гравитациялық өрісі әсерімен қозғалады (Айдың, Күннің жєне басқа планеталар әсерін бұл жерде елемейміз). Осы өрістің серікке беретін үдеуі – g –еркін түсу үдеуі болып табылады. Екінші жағынан серік шеңберлі орбитамен қозғалғандықтан бұл – центрге тартқыш үдеу. Сондықтан бұл үдеу серік жылдамдығының квадратының орбита радиуысына қатынасына тең. Сонымен, бұдан v = gr . Бұған (43.1)-өрнекті қойып, алатынымыз: Біз серіктің орбиталық жылдамдығының формуласын алдық. Бұл жылдамдыққа радиусы r шеңберлік орбитамен Жер бетінен h биiктікте қозғалатын серік ие болады. Бірінші космостық v1 жылдамдықты табу үшін, серікті Жер бетіне жақын биіктікте, демек h << Rж және r ≈ Rж болады деп есептеу керек. Осыны (45.1) формулада ескерсек, мынаны аламыз: Осы формулаға сан мәндерді қойып, мынадай нәтиже аламыз: v1 = 7900 м/с = 7,9 км/с. Денеге осындай жоғары жылдамдық беру алғаш 1957 ж. КСРО-да С. П. Королев басшылығымен әлемде бірінші Жердің жасанды серігі (қысқаша ЖЖС) ұшырылғанда мүмкін болды. Бұл серіктің ұшырылуы (108-сурет) зымыран техникасы, электроника, автоматты басқару, есептеу техникасы, сияқты салалардың көрнекті жетістігі. 1958 ж. орбитаға бірінші америка серігі “Эксплорер-1” шығарылды, ол кейінірек, 60-жж. Франция, Австралия, Жапония, КХР, Ұлыбритания және т.б. елдерде ЖЖС – тер ұшыра бастады. Көптеген серіктер америкалық тасымалдағыш зымырандарымен ұшырылады. Қазіргі кезде жасанды серіктерді ұшыру үйреншікті іске айналды. Ғарышты зерттеулерді халықаралық деңгейде берілсе жүргізу үрдіске айналып отыр. Әр түрлі елдерде ұшырылатын жасанды серіктерді негізгі екі класқа бөлуге болады: 1. Ғылыми-зерттеуге арналған жасанды серіктер . Олар Жерді планета ретінде, оның жоғарғы атмосферасын, Жер айналасындағы ғарыштық кеңістікті, Күнді, жұлдыздарды жєне олардың арасындағы кеңістікті зерттеуге арналған. 2. Қолданбалы серіктер . Олар жердегі халық шарушылығына қызмет етеді. Бұларға байланыс, Жердің табиғи байлығын зерттейтін, метеорологиялық, навигациялық, әскери және т.б. серіктер жатады. Адамдар ұшуға арналған серіктерге басқарылатын корабль-серіктер және орбиталық станциялар жатады. Жер орбитасын жұмыс істейтін серіктерден басқа қосалқы объектілер де айналып жүреді. Оларға тасымалдаушы зымырандардың соңғы сатылары, сияқты серіктер орбитаға шыққанда бөлініп қалатын бөлшектер жатады. Жерге жақын кеңістітегі ауа кедергісі өте көп болғандықтан серіктер өте төмен ұшырылмайды. Мысалы 160 км биіктікте серік тек бір айналым жасап қалың атмосфера қабаттарында жанып кетеді. Осындай себептен Жердің жасанды бірінші серігі 228 км биіктікте орбитаға шығарылып, үш айдан кейін жанып кеткен.Биіктік артқан сайын атмосфера кедергісі азайып, h >300 км болғанда еленбейтіндей аз болады. Егер жасанды серікті бірінші ғарыштық жылдамдықтан көп жылдамдықпен ұшыраса ие болады? – деген сұрақ туады. Егер аз ғана артық болса, онда дене Жердің жасанды серігі болып қалады, бірақ шеңберлік емес эллипстік орбитамен қозғалады. Жылдамдық, артқан сайын серік орбитасы “үзіліп” кетіп тұйықталмаған (параболалық) траекторияға айналғанша созыла береді (109-сурет). Дене Жерді тастап тұйықталмаған траекториямен қозғалуы үшін оған Жер бетіне берілетін жылдамдықты екінші ғарыштық жылдамдық деп атайды. Екінші ғарыштық жылдамдық біріншіден √2 есе көп: v 2 = 2 v 1 = 2G M З R З = 11,2 км/с. Мұндай жылдамдыққа ие дене Жердің серігі болады. Күннің тарту аймағынан шығып Күн жүйесінен кету үшін денеге үшінші ғарыштық жылдамдық беру керек. Үшінші ғарыштық жылдамдық 16,7 км/с тең. Осындай жылдамдыққа ие болған автоматты планеталық “Пионер-10” (АҚШ) станциясы 1983 ж. адам тарихында алғаш болып Күн жүйесінен шығып кетті. Қазір Барнад жұлдызы бағытында ұшып барады. дайындық сұрақтарын талдау. Жасанды серік неліктен Жерге құламайды? Бірінші ғарыштық жылдамдық берілген серік қалай қозғалады? Жердің жасанды серігінің айналу периоды 24 сағатқа тең болуы үшін ол Жерден қандай қашықтықта болуы керек? Орбита бойымен айналатын Жер серігіне қандай күш әрекет етеді? | ||||
|
жүктеу/скачать 5,17 Mb. Достарыңызбен бөлісу: 
| |||||