Теория (Параллельно демонстрация на интерактивной доске flash - объекта)

С давних пор люди любовались Луной – естественным спутником Земли. Но в ночь с 4 на 5 октября 1957 года люди впервые увидели и первый искусственный спутник Земли. Он выглядел как крохотная яркая звездочка, быстро скользящая по небу среди остальных звезд.

Писатели-фантасты уже несколько веков рисуют нам картины создания искусственных спутников Земли. И один из таких проектов вовсе не кажется безнадежным. Вообразите себе пушку, стоящую на высокой башне. Если из пушки выстрелить, то ядро, описав дугу, упадет на землю. Если же в пушку положить побольше пороху, то ядро упадет дальше. Наконец, можно выстрелить так, что ядро никогда не упадет. Оно будет кружить вокруг нашей планеты, то есть превратится в искусственный спутник Земли.

Рассчитаем, с какой скоростью должно вылететь ядро, чтобы стать искусственным спутником Земли, то есть обращаться вблизи Земли по круговой орбите. Если не учитывать сопротивление воздуха, то вблизи поверхности Земли все тела движутся с одинаковым ускорением g = 9.8 м/с². Кроме того, при равномерном движении по окружности любое тело имеет центростремительное ускорение, вычисляемое по формуле .

Выразим из нее скорость и подставим a = g, следовательно .

Вычисляя, получим:

Итак, чтобы тело, летящее горизонтально вблизи поверхности Земли, стало ее искусственным спутником, необходима огромная скорость – 8000 м/с! Она называется первой космической скоростью.

При каких условиях движущееся тело становится ИСЗ ?

Как обычный камень превратить в искусственный спутник Земли?
Брось камень с силой вперед! - он пролетит некоторое расстояние и упадет на землю.

Брось еще раз , но размахнись сильнее!- камень пролетит дальше, но все равно упадет на землю.

Если бы не мешало сопротивление воздуха, и ты смог бы придать камню достаточную скорость то, обогнув Землю, он стукнул бы тебя в спину!

Значит, чтобы тело стало искусственным спутником Земли, необходимо вывести (поднять) его за пределы плотных слоев атмосферы, и придать ему достаточную начальную скорость.

При отсутствии сопротивления воздуха и достаточной начальной скорости брошенное тело будет описывать круговую траекторию вокруг Земли на одной и той же высоте и станет ИСЗ.

Движение ИСЗ -свободное падение, т.е. движение только под действием силы тяжести

Минимальная высота подъема ИСЗ над Землей, где отсутствует сопротивление воздуха -около 300 км

1-ая космическая скорость - около 7,9 км/c - ИСЗ вращается по орбите вокруг Земли.
2-ая космическая скорость - около11,2 км/с - ИСЗ покидает орбиту Земли и начинает вращение вокруг
Солнца( становится спутником Солнца).
3-ья космическая скорость - около 16,7 км/с - ИСЗ покидает пределы Солнечной системы.

...для удаления тела массой один килограмм за пределы действия земного тяготения требуется энергия, выделяющаяся при сгорании примерно полутора литров бензина, -конечно, без учета потерь.

4. Подведение итогов

5. Домашнее задание