【簡(jiǎn)介:】一、萬(wàn)有引力對(duì)航天的重要意義? 萬(wàn)有引力是我們高中學(xué)習(xí)過程中非常重要的基礎(chǔ)內(nèi)容,其在我們的物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要的作用,殊不知其在航天學(xué)中同樣產(chǎn)生著重要影響?;诖耍?
一、萬(wàn)有引力對(duì)航天的重要意義?
萬(wàn)有引力是我們高中學(xué)習(xí)過程中非常重要的基礎(chǔ)內(nèi)容,其在我們的物理學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要的作用,殊不知其在航天學(xué)中同樣產(chǎn)生著重要影響?;诖耍疚膶?duì)萬(wàn)有引力定律在航天中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究,期望可以為相關(guān)人士提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:萬(wàn)有引力定律;航天學(xué);作用與意義
曾經(jīng)有人戲謔稱:“我們之所以沒有被吸引到外太空,則是因?yàn)榈厍蛘攘宋覀?。”這樣簡(jiǎn)單的一句話道破了萬(wàn)有引力的作用。雖然我們看不到,但是引力卻無(wú)時(shí)不在地伴隨著我們,成為我們無(wú)形的陪伴。正是因?yàn)槿藗儗?duì)于引力的好奇,才能讓數(shù)百年前的牛頓因?yàn)橐粋€(gè)蘋果而對(duì)引力產(chǎn)生好奇,并進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了重要的萬(wàn)有引力定律。萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用范圍非常廣泛,其不僅適用于“陸地”,也適用于“天空”,萬(wàn)有引力定律在航天學(xué)中同樣發(fā)揮著重要的作用和影響。
一、萬(wàn)有引力定律的作用和意義
萬(wàn)有引力定律可謂是十七世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一,其將地面上的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與天體運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)在一起,無(wú)論對(duì)物理學(xué)來說還是對(duì)天文學(xué)來說,其所產(chǎn)生的影響都是無(wú)可替代的。萬(wàn)有引力定律第一次解釋了物體之間的相互作用,在人類自然歷史上具有里程碑式的意義。
萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)方面所產(chǎn)生的作用更大,對(duì)于航天學(xué)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。其為天文觀測(cè)提供了一套行之有效的算法,可以憑借較少的資料對(duì)天體的運(yùn)行軌道進(jìn)行計(jì)算,比如歷史上所發(fā)現(xiàn)的海王星、哈雷彗星、冥王星等等星體,都與萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用具有千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。我們非常熟悉的潮汐現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和研究同樣與之關(guān)系密切。只有認(rèn)識(shí)到萬(wàn)有引力定律的重要性,才能夠讓其發(fā)揮更大的作用,才能夠讓其價(jià)值得到完全展現(xiàn)。
二、萬(wàn)有引力定律在航天學(xué)中的應(yīng)用
1、計(jì)算天體質(zhì)量。運(yùn)用萬(wàn)有引力定律可以對(duì)天體質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。我們所觀察到的天體很多都在進(jìn)行著近似圓周的運(yùn)動(dòng),其與所圍繞的天體之間形成向心力,而這種向心力正是中心天體對(duì)其所產(chǎn)生的萬(wàn)有引力予以充當(dāng)?shù)摹?/p>
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在實(shí)際應(yīng)用中,還可以根據(jù)相應(yīng)的情況進(jìn)行選擇應(yīng)用和分析計(jì)算。
由此可以看出,天體密度計(jì)算離不開萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用,也只有將萬(wàn)有引力定律應(yīng)用其中,其所計(jì)算的準(zhǔn)確性才會(huì)更高。
3、人造衛(wèi)星的發(fā)射。自1970年我國(guó)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星——東方紅一號(hào)之后,成為世界上第五個(gè)能夠自主研發(fā)人造衛(wèi)星的國(guó)家。人造衛(wèi)星最初應(yīng)用主要是在軍事方面,隨著時(shí)代的發(fā)展和變化,其應(yīng)用的領(lǐng)域越來越多,發(fā)揮的作用越來越大,在通訊、偵測(cè)、繪圖、氣象等等方面展現(xiàn)出不同尋常的優(yōu)越性。
而人造衛(wèi)星的發(fā)射,其軌道的運(yùn)行計(jì)算均離不開萬(wàn)有引力定律的使用。衛(wèi)星的運(yùn)行必須受到地球的萬(wàn)有引力作用,通過萬(wàn)有引力的向心力保證衛(wèi)星不會(huì)在外太空中發(fā)生飄移,而且這樣可以促使衛(wèi)星圍繞地球進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。衛(wèi)星具有三類軌道,一類軌道為“赤道軌道”,一類為“極地軌道”,另一類為“一般軌道”。
(1)對(duì)于衛(wèi)星環(huán)繞速度、角速度、周期的計(jì)算如下:
(2)衛(wèi)星的發(fā)射速度
發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時(shí)候的初始速度唄成為衛(wèi)星的發(fā)射速度,其包括三種宇宙速度。第一宇宙速度為環(huán)繞速度,即1 v =7.9km/s第二宇宙速度為脫離速度,即2 v =11.2km/s;第三宇宙速度為逃逸速度功,即3 v =16.7km/s。正是因?yàn)槿齻€(gè)速度的不同,需要在進(jìn)行衛(wèi)星發(fā)射的時(shí)候進(jìn)行多級(jí)點(diǎn)火推動(dòng)。
三、結(jié)語(yǔ)
通過文章的整體論述,我們可以發(fā)現(xiàn),萬(wàn)有引力定律在航天中的作用極大。從某一個(gè)角度來說,沒有萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用,相關(guān)的航天工作就無(wú)從展開,我們當(dāng)前的航天技術(shù)水平也無(wú)法達(dá)到現(xiàn)有的高度。因此,對(duì)于我們高中生來說,更加需要對(duì)萬(wàn)有引力定律進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)和深入研究,在此過程中進(jìn)行不斷的創(chuàng)新,力爭(zhēng)將所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)更好地應(yīng)用到生活中,應(yīng)用到未來的工作中,應(yīng)用到無(wú)盡的航天事業(yè)中。
二、物理萬(wàn)有引力與航天重要嗎?
當(dāng)然關(guān)系重大,與航天來說,意義非凡。
物理學(xué)的萬(wàn)有引力是世界著名物理學(xué)家牛頓發(fā)明的。通俗的說法,就是世界上所有問題都會(huì)受到地球自身的吸引,這叫做萬(wàn)有引力。
航天工業(yè),實(shí)際上就是人類不斷向宇宙發(fā)展,征服外太空的一個(gè)領(lǐng)域。衛(wèi)星上天、航天飛機(jī)航行、神舟飛船遨游太空,這些,都屬于航天的范圍。
不管是衛(wèi)星,還是飛船或航天飛機(jī),都需要借助火箭將他們發(fā)射到太空,這就需要克服地球上的萬(wàn)有引力了。所以,航天與萬(wàn)有引力關(guān)系特別重要。
三、萬(wàn)有引力與航天的科學(xué)歷史?
牛頓發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律取得了如此輝煌的成就,以至于阿波羅8號(hào)從月球返回地球時(shí),當(dāng)?shù)孛婵刂浦行膯柤啊笆钦l(shuí)在駕駛”的時(shí)候,指令長(zhǎng)這樣回答:“我想現(xiàn)在是牛頓在駕駛。”
對(duì)人類影響深遠(yuǎn)、在天體運(yùn)動(dòng)中起著決定作用的萬(wàn)有引力定律,我們應(yīng)該了解它的發(fā)展歷程和在人類開拓太空中的作用。
四、萬(wàn)有引力與航天公式總結(jié)?
我們根據(jù)萬(wàn)有引力公式與向心力公式來簡(jiǎn)單的分析一下。首先是萬(wàn)有引力公式F(萬(wàn))=GMm/(r的平方),而向心力公式為F(向)=m(Ⅴ的平方)/r,當(dāng)F(萬(wàn))=F(向)時(shí),我們便可以推導(dǎo)出V的平方=GM/r,從而便可以知道衛(wèi)星的速度是{GM/r}的開平方。也就是衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度。不知道是否正確,但愿正確。
五、物理萬(wàn)有引力與航天中,半徑怎么看,如何的分辨?
物理萬(wàn)有引力與航天中,軌道半徑r是衛(wèi)星或宇宙飛船到地心(中心天體)的距離。如果已知地球半徑R,衛(wèi)星高度h,則軌道半徑 r=R+h.
六、物理萬(wàn)有引力與航天相關(guān)公式及運(yùn)用,能用在那些地方,哪些不能用,求解?
衛(wèi)星、宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供向心力。
線速度 GMm/r^2=mv^2/r 周期 GMm/r^2=m4π^2r/T^2,向心加速度 GMm/r^2=ma 第一宇宙速度 GMm/R^2=mg=mv^2/R 在地球表面或附近 GMm/R^2=mg GM=gR^2(黃金代換式)因?yàn)榫嚯xr變化導(dǎo)致線速度、周期、角速度、發(fā)生變化 F=mv^2/r=mω^2r=m4π^2r/T^2不能直接使用。
七、萬(wàn)有引力與航天如何判斷機(jī)械能大小?
萬(wàn)有引力與航天的機(jī)械能成正相關(guān)關(guān)系。航天的機(jī)械能越大萬(wàn)有引力也越大。
八、萬(wàn)有引力和航天的區(qū)別?
引力是對(duì)物體的吸力,而航天是要沖破引力進(jìn)入宇宙。