Satelliitti kulkee jollakin kiertoradalla. Jos nyt rakettimoottorilla nostetaan satelliittia radan säteensuuntaisesti hetkeksi ylöspäin, niin tipahtaako satelliitti takaisin lähtökorkeudelle painovoiman vaikutuksesta kun rakettimoottori sammutetaan? Ei kait tuossa kasva ratanopeus vai kasvaako jotenkin vektorien summana?
satelliitti kiertoradalla
hmmhmm
12
574
Vastaukset
- E.d.K.
Jos rajoitutaan Newtonilaiseen malliin, jossa kokonaisenergia on potentiaalienergian (korkeus) ja liike-energian summa ja vetovoima pienenee etäisyyden neliössä, niin lisättäessä energiaa, joko nopeutta tai korkeutta lisäämällä, uusi tasapainotila muuttuu niin että potentiaalienergia lisäytyy 2 kertaisesti ja liike-energia pienenee lisäyksen verran.
Tapauksessasi jos moottoreilla nostetaan ratakorkeutta 100 m radan muotoon puuttumatta, niin nopeuden tasutuessa uusi ratakorkeus on 200 m korkeammalla ja nopeus 100m energiaa vastaavaa pienempi.
Rajatapauksena tilanne jossa energiaa lisätää liike-energian verran, niin nopeus menee nollaan ja etäisyys äärettömäksi.
Jos energian määrä ilmaistaan liike-energiamuodossa mv^2/2, niin nopeutta kutsutaan pakonopeudeksi joka on kullakin rata-asemalla sqrt(2)* radan tasapainonopeus.
Esim.
maanpinnan korkeudella tasapainonopeus on reilu 7.9 km/s (keskipakovoima = G) ja jos nopeus kerrotaan sqrt(2) saadaan nopeus 11.2km/s= pakonopeus maan pinnalta jne.- edellinen
Uh, ei näin:
" potentiaalienergia lisäytyy 2 kertaisesti "
Ettei mene ketuille, niin tuo kaksinkertaisuus tarkoittaa energialisäystä, ei siis kokonaisenergiaa.
- perusfyysikko
Jos rakettimoottoria käytetään ympyräradalla säteen suuntaisesti eli kohtisuoraan kiertonopeutta vastaan, satelliitin nopeus (eli energia) muuttuu hyvin vähän. Kyse on siis polttoaineen haaskauksesta. Radan muoto sen sijaan muuttuu, ymmärtääkseni rata "siirtyy" eli sateliitti nousee ylemmäs, mutta puoli kierrosta myöhemmin ollaankin alempana kuin aiemmalla radalla. Rata on muuttunut ellipsiksi, mutta on edelleen lähes ympyrä jonka keskikorkeus ei ole juurikaan muuttunut, mutta keskipiste ei enää ole kierrettävän kappaleen keskellä. Mitä suurempi ratamuutos tehdään, sitä enemmän ellipsiksi rata muuttuu.
Jos halutaan nousta ylemmälle ympyräradalle, täytyy lisätä nopeutta kiertoradan suuntaisesti. Tällöin rata muuttuu ellipsiksi. Radan korkeimmassa kohdassa lisätään nopeutta uudelleen siten, että rata muuttuu ympyräksi sillä korkeudella.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Hohmannin_siirtorata- E.d.K.
" Jos rakettimoottoria käytetään ympyräradalla säteen suuntaisesti eli kohtisuoraan kiertonopeutta vastaan, satelliitin nopeus (eli energia) muuttuu hyvin vähän.Kyse on siis polttoaineen haaskauksesta. "
Energia muuttuu saman verran lisättiin se sitten korkeuteen tai nopeuteen, hukkaan se ei mene.
Kumpikin muutos yksittäisenä tapahtumana muuttaa pyöreää rataa elliptiseksi, mutta keskimääräinen etäisyys lisääntyy edellä esitetyn mukaan, lähemmäksi rata ei sentään tule missään asemassaan.
"Jos halutaan nousta ylemmälle ympyräradalle, täytyy lisätä nopeutta kiertoradan suuntaisesti."
Ei tarvitse, esimerkissä se on vain esitetty havainnollistamiseksi ja radan muotokin voidaan korjata haluttaessa molemmilla tavoilla. - tosi on
E.d.K. kirjoitti:
" Jos rakettimoottoria käytetään ympyräradalla säteen suuntaisesti eli kohtisuoraan kiertonopeutta vastaan, satelliitin nopeus (eli energia) muuttuu hyvin vähän.Kyse on siis polttoaineen haaskauksesta. "
Energia muuttuu saman verran lisättiin se sitten korkeuteen tai nopeuteen, hukkaan se ei mene.
Kumpikin muutos yksittäisenä tapahtumana muuttaa pyöreää rataa elliptiseksi, mutta keskimääräinen etäisyys lisääntyy edellä esitetyn mukaan, lähemmäksi rata ei sentään tule missään asemassaan.
"Jos halutaan nousta ylemmälle ympyräradalle, täytyy lisätä nopeutta kiertoradan suuntaisesti."
Ei tarvitse, esimerkissä se on vain esitetty havainnollistamiseksi ja radan muotokin voidaan korjata haluttaessa molemmilla tavoilla."Energia muuttuu saman verran lisättiin se sitten korkeuteen tai nopeuteen, hukkaan se ei mene. "
Jos rakettimoottoreita käytetään sama aika ja samalla teholla, saadaan energiaa lisättyä ratanopeuden suuntaan työntövoimaa käytettäessä selvästi enemmän, kuin poikittain.
Ts. propulsiohyötysuhde on ihan erilainen erisuuntiin työntövoimaa käytettäessä.
Ei kyse suinkaan ollut saman energiamäärän lisäyksestä eri tavoilla, eli eri suuntaisella työntövoiman käytöllä, tällainen taas vaatisikin ihan erisuuruisen ajoaineen käyttömäärän !!! - Yli ymmärryksen nyt
tosi on kirjoitti:
"Energia muuttuu saman verran lisättiin se sitten korkeuteen tai nopeuteen, hukkaan se ei mene. "
Jos rakettimoottoreita käytetään sama aika ja samalla teholla, saadaan energiaa lisättyä ratanopeuden suuntaan työntövoimaa käytettäessä selvästi enemmän, kuin poikittain.
Ts. propulsiohyötysuhde on ihan erilainen erisuuntiin työntövoimaa käytettäessä.
Ei kyse suinkaan ollut saman energiamäärän lisäyksestä eri tavoilla, eli eri suuntaisella työntövoiman käytöllä, tällainen taas vaatisikin ihan erisuuruisen ajoaineen käyttömäärän !!!En kyllä ymmärrä mitä tekemistä rakettimoottorin tehoon, tai sen hyödyntämiseen on sen nopeudella tai suunnalla tai miten propulsiohyötysuhde riippuu suunnasta ?
Voisitko selittää hieman tarkemmin ! - perusfyysikko
Yli ymmärryksen nyt kirjoitti:
En kyllä ymmärrä mitä tekemistä rakettimoottorin tehoon, tai sen hyödyntämiseen on sen nopeudella tai suunnalla tai miten propulsiohyötysuhde riippuu suunnasta ?
Voisitko selittää hieman tarkemmin !"En kyllä ymmärrä mitä tekemistä rakettimoottorin tehoon, tai sen hyödyntämiseen on sen nopeudella tai suunnalla tai miten propulsiohyötysuhde riippuu suunnasta ?"
Kyse on koko ajan energiasta. Yksinkertainen esimerkki: Jos satelliitin nopeutta lisätään 100 m/s, siihen kuluu tietty määrä polttoainetta. Kuitenkin, mitä suurempaan alkunopeuteen tuo nopeuden lisä tulee, sitä enemmän liike-energia lisääntyy, samalla polttoainemäärällä. Laske vaikka. Jos halutaan vaikkapa nostaa ellipsiradalla olevan satelliitin nopeus yli pakonopeuden, eli antaa sille energiaa niin paljon että se karkaa painovoimakentästä, moottorit kannattaa käynnistää silloin kun satelliitti on lähinnä maata eli sen nopeus on suurimmillaan.
Toinen esimerkki liittyen ketjun aloitukseen:
Satelliitti kiertää Maata ympyräradalla jonka säde on 6500 km (korkeus reilut 100 km). Sen nopeus on tällöin 7845 m/s (Maan gravitaatiovakio 4 * 10^14). Sitä kiihdytetään 10 s ajan kiihtyvyydellä 10 m/s^2 (impulssi 100 m/s) ylös päin, siis kohtisuoraan rataa vastaan. Välittömästi kiihdytyksen jälkeen satelliitin nopeus on lisääntynyt 0.64 m/s ja korkeus 500 m. Massakiloa kohti liike-energia on lisääntynyt n. 5 kJ ja potentiaalienergia n. 4.7 kJ (painovoiman kiihtyvyys tuolla korkeudella on vajaat 9.5 m/s^2). Yhteensä siis vajaa 10 kJ per massakg.
Jos sama impulssi annetaan ratanopeuden suuntaisesti, nopeus lisääntyy 100 m/s ja liike-energia lähes 800 kJ per massakg. Näin se vaan menee.
Jos avaruuslentäminen oikeasti kiinnostaa, suosittelen ilmaista Orbiter-avaruuslentosimulaattoria. - ei fyysikko
perusfyysikko kirjoitti:
"En kyllä ymmärrä mitä tekemistä rakettimoottorin tehoon, tai sen hyödyntämiseen on sen nopeudella tai suunnalla tai miten propulsiohyötysuhde riippuu suunnasta ?"
Kyse on koko ajan energiasta. Yksinkertainen esimerkki: Jos satelliitin nopeutta lisätään 100 m/s, siihen kuluu tietty määrä polttoainetta. Kuitenkin, mitä suurempaan alkunopeuteen tuo nopeuden lisä tulee, sitä enemmän liike-energia lisääntyy, samalla polttoainemäärällä. Laske vaikka. Jos halutaan vaikkapa nostaa ellipsiradalla olevan satelliitin nopeus yli pakonopeuden, eli antaa sille energiaa niin paljon että se karkaa painovoimakentästä, moottorit kannattaa käynnistää silloin kun satelliitti on lähinnä maata eli sen nopeus on suurimmillaan.
Toinen esimerkki liittyen ketjun aloitukseen:
Satelliitti kiertää Maata ympyräradalla jonka säde on 6500 km (korkeus reilut 100 km). Sen nopeus on tällöin 7845 m/s (Maan gravitaatiovakio 4 * 10^14). Sitä kiihdytetään 10 s ajan kiihtyvyydellä 10 m/s^2 (impulssi 100 m/s) ylös päin, siis kohtisuoraan rataa vastaan. Välittömästi kiihdytyksen jälkeen satelliitin nopeus on lisääntynyt 0.64 m/s ja korkeus 500 m. Massakiloa kohti liike-energia on lisääntynyt n. 5 kJ ja potentiaalienergia n. 4.7 kJ (painovoiman kiihtyvyys tuolla korkeudella on vajaat 9.5 m/s^2). Yhteensä siis vajaa 10 kJ per massakg.
Jos sama impulssi annetaan ratanopeuden suuntaisesti, nopeus lisääntyy 100 m/s ja liike-energia lähes 800 kJ per massakg. Näin se vaan menee.
Jos avaruuslentäminen oikeasti kiinnostaa, suosittelen ilmaista Orbiter-avaruuslentosimulaattoria.Tässä olis lisää :
Tuolla etelämpänä ajellaan 1500 kiloista, 100 hv autoa suoraan itään päin ja se kiihtyy 0...90 km/h vauhtiin 10 sekunnissa.
Nyt kun maa pyörii, niin maan pinnan nopeus on n. 400 m/s ja auton lisäksi 25 m/s, eli auton liike-energia kasvaa : 1500 *(425^2 - 400^2)/2 =15 MNm.
Ajatella, 75 kw moottoria käytetään 10s, se on jotain 750 kNm, mutta auton liike-energia kasvaa yli 15 000 kNm
Näin se vaan menee
Vai meneekö ? - perusfyysikko
ei fyysikko kirjoitti:
Tässä olis lisää :
Tuolla etelämpänä ajellaan 1500 kiloista, 100 hv autoa suoraan itään päin ja se kiihtyy 0...90 km/h vauhtiin 10 sekunnissa.
Nyt kun maa pyörii, niin maan pinnan nopeus on n. 400 m/s ja auton lisäksi 25 m/s, eli auton liike-energia kasvaa : 1500 *(425^2 - 400^2)/2 =15 MNm.
Ajatella, 75 kw moottoria käytetään 10s, se on jotain 750 kNm, mutta auton liike-energia kasvaa yli 15 000 kNm
Näin se vaan menee
Vai meneekö ?Menee se noin, jos valitaan koordinaatisto joka ei pyöri maan mukana. Kiihdyttäessään se auto muuten jarruttaa maan pyörimistä, eli maan pyörimisenergia vähenee. Laskepa kuinka paljon ja hämmästy. Maan massa on n. 6 * 10^24 kg.
- ei fyysikko
perusfyysikko kirjoitti:
Menee se noin, jos valitaan koordinaatisto joka ei pyöri maan mukana. Kiihdyttäessään se auto muuten jarruttaa maan pyörimistä, eli maan pyörimisenergia vähenee. Laskepa kuinka paljon ja hämmästy. Maan massa on n. 6 * 10^24 kg.
No se maan pyörintäenergia, joka muuten on n. 0.25*10^30 Nm, vähenee vain sen verran, minkä moottorin teho kiihdyttää autoa eli max 750 kNm.
Mitä tässä pitäisi hämmastyä ja miten se selittää tuon energiaeron. - perusfyysikko
ei fyysikko kirjoitti:
No se maan pyörintäenergia, joka muuten on n. 0.25*10^30 Nm, vähenee vain sen verran, minkä moottorin teho kiihdyttää autoa eli max 750 kNm.
Mitä tässä pitäisi hämmastyä ja miten se selittää tuon energiaeron.Eihän tuota edes pysty taskulaskimella laskemaan, loppuu desimaalit kesken. Maapallon ja auton energioiden ero on niin suuri. Enpä viitsi kynällä ja paperillakaan, otetaan esimerkiksi lentokone.
Siis:
Auto (1500 kg) kiihdyttää lentokoneessa (150000 kg, 300 m/s). Oletetaan että muut lentokoneeseen vaikuttavat voimat eivät muutu auton kiihdyttäessä. Auton nopeuden noustessa 25 m/s se saa impulssin 25 m/s * 1500 kg = 37500 kgm/s = 37500 Ns, eli esim. 10 sekunnin tasaisella kiihdytyksellä voima on 3750 N ja kiihtyvyys täten 2.5 m/s^2. Sama voima hidastaa lentokonetta, sen vauhti hidastuu 37500 / 150000 = 0.25 m/s. Auton tarvitsema teho on keskimäärin 46875 W. Jos teho ei muutu, kiihtyvyys muuttuu ja päinvastoin, mutta lopputulos on sama, energian tarve auton moottorista on n. 469 kJ.
Liike-energiat: autolla alussa (300 m/s) 67500 kJ, lopussa (325 m/s) 79219 kJ eli energia on lisääntynyt 11719 kJ eli 11250 kJ enemmän kuin mitä auton moottorista tuli. Lentokoneella alussa (300 m/s) 67500000 kJ, lopussa (299.75 m/s) 67387547 kJ eli 11245 kJ vähemmän. Lähelle meni, mutta puuttuu 5 kJ? Ei puutu, koska auton nopeus lopussa ei olekaan 325 m/s vaan n. 324.75 m/s, lentokoneen hidastumisen takia.
Tuosta saisi yhtälöparin, jossa kaikki menee tasan.
- Anonyymi
Satelliitistahan pitäisi välikaasutus, mustat jäljet2 nähdä Nivala Spesiaali ryntäilyt,huudatko Pulkkinen edestä ja takaa lippalakki päähän
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Voitasko leikkiä jotain tunnisteleikkiä?
Tietäisi ketä täällä käy kaipaamassa.. kerro jotain mikä liittyy sinuun ja häneen eikä muut tiedä. Vastaan itsekin kohta801897Tietysti jokainen ansaitsee
Hän varmasti ansaitsee vain parasta ja sopivinta tietenkin, suon sen onnen hänelle enemmän kuin mielelläni. Aika on nyt181719- 161584
50+ naiset kyl
Lemottaa sillille mut myös niitte kaka lemottaa pahlle ku kävin naiste veskis nuuhiin201306En voi sille mitään
Tulen niin pahalle tuulelle tästä paikasta nykyisin. Nähnyt ja lukenut jo kaiken ja teidän juttu on samaa illasta toisee121234Välitän sinusta mies
Kaikki mitä yritin kertoa tänään ei mennyt ihan putkeen..Joka jäi jälkeenpäin ajateltuna suoraan sanottuna harmittaa aiv61232hieman diabetes...
Kävin eilen kaverin kanssa keskusapteekissa kun on muutama kuukausi sitten tullut suomesta ja oli diabetes insuliinit lo121196Miten joku voi käyttää koko elämänsä
siihen että nostelee täällä vanhoja ketjuja ja troIIaa niihin jotain linkkiä mitä kukaan ei avaa? Ihmisellä ei ole mitää91170Annetaanko olla vaan
Siinä se, tavallaan kysymys ja toteamuskin. Niin turhaa, niin rikkovaa. On niin äärettömän tärkeä, ja rakas olo.. N291161Pakkoruotsi on leikkikieli, jota ei ole tarkoituskaan osata
Pakkoruotsi on leikkikieli. Ennen leikkikieltä sanottiin siansaksaksi, sitten keksittiin tilalle pakkoruotsi. Pakkoruot91160