Qu'est-ce que la vitesse orbitale?

Révélations sur l'univers Saison 2 En orbite 15 02 2015 (Avril 2019).

Anonim

«Est-ce que la lune tombe aussi? Si c'est le cas, pourquoi ne s'est-il pas écrasé sur la Terre comme une pomme? »Se demanda Newton après avoir vu tomber une pomme d'un arbre dans une atmosphère de contemplation. Newton réalisa plus tard que la lune tombait. En fait, il tombe sans cesse vers la surface de la Terre, mais il ne s'écrase pas car il tombe à la même vitesse que celle de la Terre. Cela fait que la lune nous orbite. Attendre

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quoi?

(Crédit photo: Pexels)

Vitesse orbitale

Lorsque le canon tire la balle à des vitesses de plus en plus élevées, elle trace des paraboles de plus en plus longues, mais à présent, elle ne couvre pas seulement la surface linéaire, mais également la surface courbe. La balle se déplace donc horizontalement en marchant sur la surface linéaire et verticalement en tombant sur la surface incurvée.

Newton s'est rendu compte que lorsque la balle est propulsée à une certaine vitesse magique, elle ne tombera jamais. À cette vitesse, la balle trace la surface linéaire; fondamentalement, elle se déplace horizontalement, mais jamais verticalement, car dès qu’elle tombe, la Terre la courbe: la boule tombe au même rythme que les courbes de la Terre. Maintenant, parce que les courbes font partie d’un grand cercle, le parcours de la balle finit par là où il a commencé; il trace avec succès la totalité du cercle ou complète une orbite. Cette vitesse magique est connue sous le nom de vitesse orbitale.

À la vitesse orbitale, la force gravitationnelle de la Terre ou de tout corps céleste tirant une lune vers son centre (où toute sa masse repose) imite la tension que vous exercez à l'une des extrémités d'une ficelle qui fait pivoter une pierre attachée à l'autre extrémité : il devient la force centripète qui entraîne une lune ou un satellite autour de lui. Il est impératif de rappeler que l’orbite n’est pas un cercle parfait, mais plutôt une ellipse, tout comme l’orbite terrestre autour du Soleil. Cependant, la courbure des deux ellipses ou ce que l’on appelle techniquement leur excentricité est si petite que les orbites semblent presque circulaires.

On peut déduire de l'expression que tout d'abord, la vitesse diminue avec r, la distance de l'orbite au centre de la Terre. Cela signifie que les satellites en orbite plus proche de la surface de la Terre doivent se déplacer plus rapidement que les satellites en orbite plus éloignée. La lune, située à près de 385 000 km, tourne autour de nous à 1, 002 km / s, tandis que la Station spatiale internationale (ISS), distante de 400 km seulement, effectue un tour toutes les heures et demie, à 7, 67 km / s. Deuxièmement, la vitesse est indépendante de la masse m de l'orbiteur, ce qui signifie qu'une lune de plusieurs millions de tonnes ou un clou de un gramme doit se déplacer à la même vitesse pour parvenir à une orbite autour de la Terre (c'est-à-dire à la même distance). .

Enfin, rappelez-vous que, même si les satellites, naturels ou artificiels, semblent se déplacer horizontalement autour d'une planète, ils sont en chute libre perpétuelle. En conséquence, ils sont sans poids (pas sans masse). Oui, la lune pèse des centaines de millions de tonnes sur la Terre, mais dans l’espace, autour de nous, elle ne pèse absolument rien, comme c’est le cas de la SSI. C'est pourquoi ses habitants flottent même lorsqu'ils ne sont qu'à 400 km de la surface de la Terre. Pourquoi cela est-il ainsi? Pour la même raison, les habitants d'un ascenseur sans cordon qui tombent à travers un bâtiment flottent ou se sentent en apesanteur. Cependant, leur poids est récupéré au moment où le sol touche leurs pieds lorsque l'ascenseur se bloque, mais on ne peut pas en dire autant de la lune ou des satellites, car ils tombent sans cesse.