嫦娥1號衛星的軌道為什麼是橢圓形

時間 2022-06-17 06:05:05

1樓:匿名使用者

簡單的說,衛星上了天,就是個天體了, 如果不考慮別的星體對行星的影響,可以說所有的行星都是遵循凱普勒定律的. 它告訴我們,天體在萬有引力作用下的執行軌道就是橢圓形的.這裡圓只是橢圓的一種特殊形式.

要是還不懂的話,就看看下面的通俗解釋吧. 我們知道地球總是圍繞著太陽在做著公轉運動,如果把每一時刻地球中心的位置用直線連起來,就出現乙個橢圓形的軌跡,通常就把它稱為軌道。事實上太空中運動的任何天體都有自己的執行軌道,科學家們經過不斷觀察與研究,建立了軌道動力學,為太空飛行器在太空中的運動提供了理論基礎。

軌道動力學要經過嚴格的數學推導,這些推導決不是幾頁紙可以表述的,大多數人面對這些推導絕對都會望而卻步,但你不用擔心下面的內容你會看不懂,只要具備基本的幾何學知識就足夠

理解這些內容。

圓形軌道與橢圓形軌道

假設你登上華山的東峰,站在朝陽台上,將一塊石頭水平丟擲,會看到它迅速的朝山下墜去,你也許看到它砸在了峰下的某個地方,這時如果你再用力丟擲另一塊差不多大的石頭,如果你還能看到它在山下的落點,那這次的落點一定是比剛才的落點遠一些,因為你用了更大的力。

這基於乙個事實,地心引力對物體產生向下的拉力,拉力使物體的運動狀態發生變化。拉力產生的向下速度相同,因此兩塊石頭從山上到山下的時間也一樣。但用的力不同,石頭在水平方向運動的速度也就不同,那麼相同時間內,它們在水平方向的運動距離必然不同。

再看另乙個事實,地球是圓的。在物體下落運動的距離中,地球表面也向下彎曲,那麼實際的落點要比在水平面上的落點要遠。如果可以讓物體的速度足夠大,在它朝地面下落1公尺時,地表亦向下彎曲了1公尺,它與地表的高度沒有變化,這樣它就永遠不會落地,產生了與地球表面同心的圓形軌道。

保持軌道運動的能力取決於沿地表曲線向前運動的速度,該速度必須保證物體不至於落地才行。由於高度較高的物體比高度較低的物體受到的重力影響要小,因此高度增加時,保證圓形軌道的速度可以降低一些。

如果讓物體獲得更大速度,在下落1公尺的時間內,向前運動的距離足以達到地表向下彎曲了2公尺的地方,這樣物體到地表的距離實際上增大了,即高度增加。繼續運動則高度不斷增加,但由於重力的作用,使上行的物體逐漸慢下來,繞地球半周後,高度最大。接下來物體與地球的高度開始減小,並繼續繞地球運動。

最後,球又回到原來的位置,恢復原有速度,又開始了一次原來的運動,這樣就形成了橢圓軌道。

對橢圓軌道的理解符合我們一般的認識,可以想一想如果你朝空中扔乙個石塊,它在爬公升時開始慢下來,在爬公升到最高點時速度最慢,然後它衝向地面速度又開始回公升。

2樓:真之德

橢圓形有利於加速和變向!

明白嗎?

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