भू-उपग्रह कति छिटो घुम्छन्?
अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष स्टेसनजस्तो तल्लो कक्षामा, GPS को कक्षामा, वा TV का लागि प्रयोग हुने भू-स्थिर कक्षामा भू-उपग्रह राख्नुहोस्। यो पृथ्वीको केन्द्रबाट कति टाढा छ, गुरुत्वले यसलाई कति छिटो घुमाउँछ र पृथ्वीको एक फन्को लगाउन कति समय लाग्छ हेर्नुहोस्।
मूल अवधारणा
गुरुत्वले भू-उपग्रहलाई पृथ्वीतिर तान्छ र गोलाकार बाटोमा घुमाइराख्छ; r अर्धव्यासको कक्षामा यसको गति v = √(GM ÷ r) हुन्छ, त्यसैले अग्ला भू-उपग्रह ढिलो चल्छन् र घुम्न धेरै समय लिन्छन्
पाठ: हाम्रो पृथ्वी र आकाश
भू-उपग्रह सधैँ पृथ्वीतिर खसिरहेको हुन्छ, तर यो छेउतिर यति छिटो चल्छ कि यो खस्दै गर्दा नै जमिन त्यत्तिकै मोडिएर टाढा जान्छ: त्यसैले यो घुमिरहन्छ। टाढा जाँदा गुरुत्वको तान कमजोर हुन्छ, त्यसैले अग्लो भू-उपग्रहलाई कम गति: कुनै वस्तुले निश्चित समयमा कति दूरी पार गर्छ, जस्तै किलोमिटर प्रति घण्टा। सबै मुख्य शब्द चाहिन्छ: (पृथ्वीको केन्द्रबाट) r अर्धव्यासको वृत्तमा गति v = √(GM ÷ r) हुन्छ, जहाँ पृथ्वीका लागि GM = 398 600 km³/s²। अर्धव्यास भनेको पृथ्वीको अर्धव्यास 6371 km र उचाइको योग हो। एक फन्को 2πr लामो वृत्त हो, त्यसैले यसमा 2πr ÷ v समय लाग्छ। 35 786 km माथि पुगेपछि एक फन्को एक दिनमा पूरा हुन्छ, त्यसैले भू-उपग्रह एउटै ठाउँमाथि रहन्छ: भू-स्थिर (Geostationary) कक्षा।
के सिक्नुहुनेछ
- भू-उपग्रह कक्षामा किन रहन्छ बताउनुहोस्।
- गोलाकार कक्षाका लागि v = √(GM ÷ r) र T = 2πr ÷ v प्रयोग गर्नुहोस्।
- TV का भू-उपग्रह आकाशमा किन स्थिर देखिन्छन् बताउनुहोस्।
सुरु गर्नुअघि
- न्युटनको गुरुत्वाकर्षणको नियम र वृत्तको परिधि, 2πr, थाहा हुनुपर्छ।
सामग्री
- डोरीमा बाँधेको ढुङ्गा (केन्द्रतिरको तान महसुस गर्न)
उपकरण
- केही चाहिँदैन
विधि
- अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष स्टेसनको कक्षा Record गर्नुहोस्।
- GPS भू-उपग्रहको कक्षा Record गर्नुहोस्।
- भू-स्थिर कक्षा Record गर्नुहोस्।
यो Simulation लाई कसरी सरल बनाइएको छ
- गोलाकार कक्षा; पृथ्वीको अर्धव्यास 6371 km र GM = 398 600 km³/s²।
- एक फन्कोको समय निकाल्नुअघि गतिलाई 2 दशमलवमा मिलाइएको छ।