GRAVITAČNÍ POLE
Pohyby těles v radiálním gravitačním poli Země
Družice a sondy v kosmonautice
ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA A POPIS TĚCHTO POHYBŮ
Pohyby těles v radiálním gravitačním poli Země jsou pohyby, které probíhají ve velké vzdálenosti od Země a jejichž trajektorie jsou vzhledem k rozměrům Země velmi velké. Proto veličiny intenzita gravitačního pole (gravitační zrychlení) a gravitační potenciál, které popisují gravitační pole při těchto pohybech se mění (nejsou konstantní).
Velký význam těchto pohybů je v kosmonautice.
LETY UMĚLÝCH KOSMICKÝCH TĚLES
Rakety startují z povrchu Země → h = 0, potom rozdělujeme tělesa podle velikosti v0 s kterou startují z povrchu Země na:
v0 < vk → těleso opíše část elipsy a dopadne na povrch Země (balistické střely)
v0 = vK → těleso obíhá kolem Země po kruhové dráze
vk ... kruhová rychlost
rychlost vk se nazývá 1. KOSMICKÁ RYCHLOST (vk = 7,9 km/s)
vk <= v0 < vp z toho vyplývá, že těleso je družicí Země (pohybuje se po elipse)
v0 = vp → těleso opouští Zemi a stává se družicí Slunce (kosmické sondy)
vp … parabolická (úniková) rychlost
rychlost vp se nazývá 2. KOSMICKÁ RYCHLOST (vp = 11,2 km/s)
vp <= v0 < vh → těleso je družicí Slunce
v0 = vh → těleso se vymaní z gravitačního působení Slunce a opustí Sluneční soustavu po hyperbole
vh … hyperbolická rychlost
vh se nazývá 3. KOSMICKÁ RYCHLOST (vh = 16,6 km/s)
PROCVIČOVACÍ ÚLOHA
V jaké výšce nad povrchem Země se nachází geostacionární družice Země?
(36 000 km)
Ukázka řešení úlohy ze Sbírky KDF MFF UK v Praze