9 класс по физике параграф 19 искусственные спутники земли короткий пересказ

Краткий ответ: о чём параграф

Искусственные спутники Земли — это аппараты, которые движутся вокруг Земли по орбитам. Чтобы вывести спутник на орбиту, ему нужно сообщить горизонтальную скорость не меньше первой космической — около 7,9 км/с. Спутник не падает на Землю потому, что он всё время «свободно падает», но с такой большой горизонтальной скоростью, что поверхность Земли как бы уходит из-под него: он непрерывно «промахивается» мимо планеты. На орбите спутник и всё, что в нём, находятся в состоянии невесомости.

Дальше — по пунктам для пересказа:

1. Первая космическая скорость \(v \approx 7{,}9\) км/с — минимальная скорость у поверхности Земли, при которой тело становится спутником и движется по круговой орбите.
2. Вторая космическая скорость \(v \approx 11{,}2\) км/с — с ней тело преодолевает земное притяжение и улетает от Земли (становится спутником Солнца).
3. При скорости больше первой, но меньше второй орбита получается эллиптической: ближе к Земле спутник движется быстрее, дальше — медленнее.
4. Чем выше орбита, тем меньше скорость движения по ней (но тем больше период обращения).
5. Геостационарный спутник — висит над одной точкой экватора: период обращения 24 ч, высота около 36 000 км. Его используют для связи и телевидения — антенну не нужно поворачивать.
6. Спутники нужны для связи, навигации (ГЛОНАСС/GPS), прогноза погоды, съёмки Земли и научных исследований.

Как получается главная формула (чтобы понять, а не зубрить)

Спутник движется по окружности радиуса \(R\) (радиус Земли) со скоростью \(v\). Центростремительное ускорение ему сообщает сила тяжести:

\[ \frac{m v^{2}}{R} = G\frac{M m}{R^{2}} \]

Масса спутника \(m\) сокращается — значит, скорость не зависит от массы спутника. Отсюда:

\[ v = \sqrt{\frac{GM}{R}} = \sqrt{gR} \]

потому что у поверхности \(g = \frac{GM}{R^{2}}\).

Проверка результата

\[ v = \sqrt{9{,}8 \cdot 6{,}4\cdot10^{6}} \approx 7{,}9\cdot10^{3}\ \text{м/с} = 7{,}9\ \text{км/с} \]

Совпадает с табличным значением — значит, формула выведена верно.

Для геостационарной орбиты берём \(T = 86400\) с и то же условие \(G\frac{Mm}{r^{2}} = m\frac{4\pi^{2} r}{T^{2}}\), откуда \(r \approx 42\,200\) км от центра Земли, то есть \(h = r - R \approx 35\,800\) км ≈ 36 000 км. Тоже сходится с текстом параграфа.

Если хочешь, могу отдельно объяснить, почему на орбите наступает невесомость — это частый вопрос учителя.