- 主题:一个有关航天的疑问
已经处于失重状态下的航天器,如飞船、人造卫星等,在提升轨道的时候为什么还是需要一个持续且较大的火箭推力?应当一个很小的力就可以,明明是距离地球越远引力越小,离开就越容易——既然是“跑路”,跑的越远就越轻松嘛!还有,一颗人造卫星每提升100公里轨道所需要的推力都是相同的吗?
自然状态下,行星距离太阳越远其环绕速度就越小,大致遵循着平方反比律。而人造地球卫星的发射却是相反的(地球同步卫星除外,那是其多次变轨的结果)。
在航天实践中,F=ma(包含G=mg)好用,还是F=GMm/r2好用?吃瓜群众胡乱猜测一下:在航天活动中,其实那个万有引力常数G真的没啥用
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【 在 zuigao 的大作中提到: 】
: 你这初中不及格啊
: 去爬山看看,是爬100米累,还是爬200米累?
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还是及格了的,就是差了一点,没考上高中
爬过很多山。我觉着,爬山的时候第一个100米和第二个100米一样的累
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就人造卫星的发射来讲,卫星从一个低轨道提升至一个高轨道,一般都是需要在原有环绕速度的基础上进行加速的,但为什么地球同步卫星从发射初期的低轨道(7.9千米/秒)提升至地球同步轨道(3.1千米/秒)却是一个减速的呢?因为这是卫星经过多次变轨调整后的结果,这个真的很难,不是一般国家能做到的。一个国家能够进行探月的前提就是要掌握地球同步卫星技术
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【 在 zuigao 的大作中提到: 】
: 你从地上往上跳高,一般都是需要先在原地进行加速的,但是为什么你从地面(低轨道)提升到最高点(高轨道),却是一个减速的过程呢?
: 这个道理明白么
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嘿嘿,我想说的话都让你给说了。首先声明一点:我既不挖坑,也不钓鱼(钓鱼可耻)。
我想说的是:只要这个航天器是从地面发射的,那么无论轨道高低,它都具有一个指向地心的向心加速度g。想要提升轨道高度就必须克服这个g,只有这样环绕运行的向心加速度v2/r才能等于g的值,也就是r变大,v也必须要够大,这与所谓的“引力”大小无关。再说地球同步卫星的问题,把卫星提升到同步轨道(36000公里)不难,减速至3.1千米/秒也不难(一个反推火箭就可以),难的是让卫星在这个高度实现同步定轨,稳定运行,这需要经过一系列复杂的操控,变不可能为可以。这种技术不会以论文的形式公开
稍后有时间再谈所谓的宇宙速度问题
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人造卫星的发射并不遵循平方反比律。假如我们把卫星直接打到同步高度(36000千米)并减速至3.1千米/秒的话,那么该卫星就会直接坠落地面
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对于卫星的地球静止轨道来讲,卫星的高度除了近地轨道不行之外,其它的高度也是可以的。之所以选择36000千米这一高度完全是基于卫星的工作需要而设定的,也就是说在这一高度上最适合通讯卫星。以赤道的自转线速度(466米/秒)为基准,卫星的地球同步静止轨道高度可以任意设定,只要能和赤道上的一点对上眼就行
作为纯业余爱好,其实心里也没底,随便聊聊罢了,谁让咱赶上了好时代,也吃饱了呢
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【 在 zuigao 的大作中提到: 】
: 满嘴的胡说八道,地球同步卫星,只能有一个高度
: 其他高度,都无法保持24小时的同步转动周期
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你小时候没玩过老鹰捉小鸡的游戏?我的意思是,对于地球赤道上的某一个点来讲,静止轨道卫星只要与该点保持角速度一致,高度可以用速度来调节
还有疑问就是:依据现有的引力理论,因为静止轨道卫星处于地月之间,每天都会有一个近月点和远月点,月球的引力效应如何克服,以保持其运行的稳定性?
我也不坚持,或许就是胡说八道。但假如我们不提问题,那么已有的东西永远都是正确的,尤其是鱼目混珠的时候
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【 在 robot 的大作中提到: 】
: 以前是看不懂相对论的人来讨论什么“双生子佯谬”,或者不理解量子力学的人讨论什么双缝干涉,毕竟大多数专业也不学这些,大家感兴趣,看了点科普知识也不是很明白,来讨论一下挺好,而且那些东西即使最前沿的研究也没个定论,说不准谁的脑洞大开就是接近正确的。现在连中学的基础牛顿力学都不懂的人也来讨论就太过分了,这个版也不用叫什么理论物理了,并到中学数理化挺好。
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是个明白人,应该已经拿到博士学位了。本科和硕士学的太多,到了博士阶段已经没啥可学的了。让一个博士回答这样的问题确实有辱斯文,但还是希望你能礼贤下士,能够回答——引力势能的问题(见“聊聊引力势能”的帖子):到底是增加,还是减小呢?牛顿力学还没有成为《圣经》,即便是牛顿在世,他也是愿意回答我的,因为他还没学会傲慢
理论物理是一个比其它任何自然科学都显得高大上的学科,因为那些最先进的数学工具都是首先应用在理论物理上的。这就像是我拿着一个金饭碗去讨饭,施主都得高看一眼,哪怕这只金饭碗是借来的
还记得初中的时候学习文言文《两小儿辩日》,孔老夫子被两个小孩子羞辱的故事。孔夫子应该说:哪来的俩小破孩,斗大的字也未见识得一个,就来给我提问题,知道我是谁吗?滚!
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连带上面的一并回复:你是说,引力势能都是负的?能量可以为负的话,就是负能量。要是引入负能量的概念来回答的,那就不是牛顿力学所涉及的问题,而是量子力学和现代宇宙学的概念(百度了一下“负能量”的概念,太高大上了,没看明白),哪一版的高中物理教材开始讲到这个了?
要说引力势能为负的话,那么重力势能也就是负的,对不?还有,把无穷远处的引力势能定义为零的物理依据是什么?是因为无穷远处引力为零?
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【 在 robot 的大作中提到: 】
: 其他人不是回复过了吗?他们说的都对,这个是很基础的,没什么可疑问的。势能是增大了。如果把无穷远处的势能定义为零,那么各处势能都是负的,地面负的多,高空负的少。势能和引力是两个概念,不是力越大势能越大的。这些概念中学教科书上讲的挺清楚的,建议认真阅读。
: 没有瞧不起中学教材的意思,中学教材,不论哪一科,都可以算是人类最重要的知识了,因为它们是所有科学技术的基础,认真学,受益终生。
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我记得高中物理讲的是:没有高度差就没有重力势能,单说某个点的重力势能是没有意义的,难道引力势能不是这样的?
高中物理老师在课堂里讲重力势能E=mgh,现代的宇宙学家在太空里谈论引力势能E=-GMm/r,在地球的两极点重力势能不就是引力势能嘛——想想也真够魔幻的
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