Вы заявлены как участник конференции «Цифровое образование»: 2 дня полезной практики Подтвердите участие→
Конкурс разработок «Пять с плюсом»
Добавляйте свои материалы в библиотеку и получайте ценные подарки
Конкурс проводится с 1 ноября по 31 декабря

Презентация "Искусственные спутники Земли"

Презентация предназначена для использования на уроке астрономии.
библиотека
материалов
Содержание слайдов
Номер слайда 1

Строение Солнечной системы. Движение искусственных спутников Земли и космических аппаратов

Номер слайда 2

Сегодня на уроке1 Вспомним, почему искусственные спутники не падают на поверхность Земли при своём движении вокруг неё.2 Дадим определения первой, второй и третьей космическим скоростям.3 Выясним, по каким орбитам могут двигаться космические аппараты в зависимости от их начальной скорости.4 Узнаем, какие орбиты космических аппаратов называются гомановскими.

Номер слайда 3

Любые два тела притягивают друг друга силами, прямо пропорциональными произведению масс этих тел и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними. И. Ньютон. Закон всемирного тяготения𝐹=𝐺𝑚1𝑚2𝑟3𝑟 

Номер слайда 4

Схема запуска искусственного спутника Земли предложенная Ньютоном. На очень высокой горе установили огромную пушку и стреляют из неё в горизонтальном направлении. Вследствие притяжения к Земле траектория будет искривляться. Но чем больше скорость снаряда, тем дальше он летит. И при некоторой достаточно большой скорости снаряд будет лететь вдоль поверхности Земли, двигаясь по окружности. Таким образом, снаряд станет исз

Номер слайда 5

Условия движения ИСЗНьютон приходит к выводу: Отсутствие сопротивления. Очень большая скорость.

Номер слайда 6

Движение спутника является примером свободного падения. Но! Спутник не падает на Землю. ПОЧЕМУ?

Номер слайда 7

Обладает большой скоростью направленной по касательной к окружности, по которой он движется.

Номер слайда 8

Тогда тело будет двигаться на постоянном расстоянии h от поверхности Земли, т.е по окружности радиусом Rз + h

Номер слайда 9

Вывод: Чтобы тело стало ИСЗ, его нужно вывести за пределы Земной атмосферы и придать ему определённую скорость направленную по касательной к окружности, по которой он будет двигаться

Номер слайда 10

Иоганн Кеплер1571—1630 Первый закон Кеплера (1605):все планеты движутся по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Второй закон Кеплера (1602):радиус-вектор планеты описывает в равные промежутки времени равновеликие площади. Третий закон Кеплера (1618):квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит:𝑇12𝑇22=𝑎13𝑎23. 

Номер слайда 11

И. Кеплер. Движение одного небесного тела в поле тяготения другого небесного тела происходит по одному из конических сечений. Первый обобщённый закон Кеплера. Окружность Эллипс Парабола Гипербола

Номер слайда 12

Квадраты сидерических периодов спутников, умноженные на сумму масс главного тела и спутника, относятся как кубы больших полуосей орбит спутников. И. Кеплер. Третий обобщённый закон Кеплера𝑇12𝑀1+𝑚1𝑇22𝑀2+𝑚2=𝑎13𝑎23 

Номер слайда 13

Номер слайда 14

Искусственные спутники планет —космические аппараты, созданные людьми, которые позволяют наблюдать за планетой, около которой они вращаются, а также другими астрономическими объектами из космоса. Движение ИСЗ и КА

Номер слайда 15

Номер слайда 16

Движение ИСЗ и КАИ. Ньютон

Номер слайда 17

Движение ИСЗ и КАИ. Ньютон

Номер слайда 18

Движение ИСЗ и КАИ. Ньютон

Номер слайда 19

Движение ИСЗ и КАИ. Ньютон

Номер слайда 20

Движение ИСЗ и КАСпутник движется как свободно падающее тело с ускорением свободного падения. Искусственным спутником Земли может стать любое тело произвольной массы. 𝐹т 𝑔 𝜐 h 

Номер слайда 21

Движение ИСЗ и КА𝐹т 𝑔 𝜐 h Скорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может стать её искусственным спутником, называется первой космической скоростью. 𝜐I 

Номер слайда 22

Движение ИСЗ и КА𝐹т 𝑔 𝜐 h Скорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может стать её искусственным спутником, называется первой космической скоростью. 𝜐I 

Номер слайда 23

Движение ИСЗ и КА𝜐I 𝐹т 𝑎ц h 𝑦 2-й закон Ньютона:𝐹тяг=𝑚𝑎ц. Закон всемирного тяготения:𝐹тяг=𝐺𝑀З𝑚𝑅З+h2. Центростремительное ускорение:𝑎ц=𝜐I2𝑅З+h. Тогда𝐺𝑀З𝑚𝑅З+h2=𝑚𝜐I2𝑅З+h ⟹𝐺𝑀З𝑅З+h=𝜐I2. 1-я космическая скорость:𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З+h. Если h≪𝑅З, то  𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З Ускорение свободного падения:𝑔0=𝐺𝑀З𝑅З2. =𝑔0𝑅З. 

Номер слайда 24

Движение ИСЗ и КА𝜐I 𝐹т 𝑎ц h 𝑦 1-я космическая скорость:𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З+h. Если h≪𝑅З, то  𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З 2-й закон Ньютона:𝐹тяг=𝑚𝑎ц. Закон всемирного тяготения:𝐹тяг=𝐺𝑀З𝑚𝑅З+h2. Центростремительное ускорение:𝑎ц=𝜐I2𝑅З+h. Тогда𝐺𝑀З𝑚𝑅З+h2=𝑚𝜐I2𝑅З+h ⟹𝐺𝑀З𝑅З+h=𝜐I2. Ускорение свободного падения:𝑔0=𝐺𝑀З𝑅З2. =𝑔0𝑅З. Если h≪𝑅З, то  𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З =𝑔0𝑅З. 1-я космическая скорость:𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З+h. 𝑅З=6371∙103 м;  𝑔0=9,81мс2 . Вблизи поверхности Земли:𝜐I=6371∙103 м∙9,81мс2 ≅7,9∙103 мс=7,9 кмс. 

Номер слайда 25

Движение ИСЗ и КАПервая космическая скорость:𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З+h ≈7,9 кмс. Почему спутник не падает на поверхность планеты?

Номер слайда 26

Движение ИСЗ и КАПусть𝑔0=10 мс2, 𝜐I=8000 мс. Тогдаh=𝑔0𝑡22=10 мс2∙1 с22=5 м; 𝑠=𝜐I𝑡=8000 мс∙1 с=8000 м. 5 м8000 мr

Номер слайда 27

Номер слайда 28

𝜐I=𝐺𝑀З𝑅З+h =8 кмс=28 800 кмч. 

Номер слайда 29

Спутник-1 —первый искусственный спутник Земли, советский космический аппарат, запущенный на орбиту4 октября 1957 года. С. П. Королёв. Движение ИСЗ и КА

Номер слайда 30

Номер слайда 31

Движение ИСЗ и КАСкорость, при достижении которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может преодолеть земное притяжение и осуществить полёт к другим планетам Солнечной системы, называется второй космической скоростью.𝜐II=2𝑔𝑅 ≅11,2 км/с. =𝜐I2 

Номер слайда 32

Движение ИСЗ и КАТретья космическая скорость —минимальная скорость, которую необходимо придать находящемуся вблизи поверхности Земли телу, чтобы оно могло преодолеть гравитационное притяжение Земли и Солнца и покинуть пределы Солнечной системы.𝜐III≅2−12𝜐2+𝜐II2. КА «Вояджер-1»Послание на КА «Вояджер-1»

Номер слайда 33

Движение ИСЗ и КАТретья космическая скорость:𝜐III≅2−12𝜐2+𝜐II2. 𝜐≅29,8 кмс. Орбитальная скорость Земли:𝜐III≅2−12∙29,82+11,22 ≅16,7 кмс. Третья космическая скорость для Земли:

Номер слайда 34

Движение ИСЗ и КАТретья космическая скорость:𝜐III≅2−12𝜐2+𝜐II2. Первая космическая скорость:𝜐I=𝐺𝑀𝑅+h 𝜐II=2𝑔𝑅=𝜐I2. Вторая космическая скорость:

Номер слайда 35

Задача 1. Определите первую и вторую космические скорости для Луны.𝜐I☾= ? РЕШЕНИЕДАНООТВЕТ: 𝜐I☾ = 1679 м/с; 𝜐II☾ = 2374 м/с. Первая космическая скорость:𝜐I=𝐺𝑀☾𝑅☾. 𝑅☾=1,74∙106 м 𝑀☾=7,35∗1022 кг 𝜐II☾= ? 𝜐I☾=6,67∙10−11 м3кг∙с2∙7,35∙1022 кг 1,74∙106 м  ≅1679 мс. Вторая космическая скорость:𝜐II☾=𝜐I☾2. 𝜐II☾=1679∙2 ≅2374 мс. 

Номер слайда 36

Спутник-1 —первый искусственный спутник Земли, запущенный на орбиту4 октября 1957 года. С. П. Королёв. Движение ИСЗ и КА

Номер слайда 37

Исаак Ньютон1643—1727

Номер слайда 38

Номер слайда 39

Номер слайда 40

Номер слайда 41

Марсоход Curiosity

Номер слайда 42

Траектория полёта на Луну

Номер слайда 43

Движение ИСЗ и КАНеобходимые условия для запуска космического аппарата:1) геоцентрическая скорость КА должна превышать 2-ю космическую скорость;2) гелиоцентрическая орбита аппарата должна пересекаться с орбитой данной планеты;3) орбита КА должна быть наиболее оптимальной с точки зрения сроков полёта, затрат топлива и т. д. КА «Новые горизонты»КА «Розетта» и комета Чурюмова — Герасименко. Марсоход «Спирит»

Номер слайда 44

Движение ИСЗ и КАЭнергетически оптимальные орбиты —орбиты, которые соответствуют наименьшей геоцентрической скорости космических аппаратов в момент достижения границы сферы действия Земли.

Номер слайда 45

Движение ИСЗ и КАЭнергетически оптимальные орбиты—орбиты, которые соответствуют наименьшей геоцентрической скорости космических аппаратов в момент достижения границы сферы действия Земли. Полуэллиптическая (гомановская) орбита

Номер слайда 46

Вальтер Гоман1880—1945 Полуэллиптическая (гомановская) орбита

Номер слайда 47

Задача 2. Определите среднее время полёта на Марс, если его большая полуось равна 1,52 а. е. 𝑡= ? РЕШЕНИЕДАНООТВЕТ: среднее время полёта на Марс составит 259 суток.𝑎♂=1,52 а. е. Большая полуось спутника:𝑎=𝑎⊕+𝑎♂2. 𝑇⨁=1 год 𝑎⨁=1 а. е. Третий закон Кеплера:𝑇2𝑇⊕2=𝑎3𝑎⊕3 ⟹𝑇2=𝑎⊕+𝑎♂23 ⟹𝑇=𝑎⊕+𝑎♂23. Время полёта на Марс:𝑡=𝑇2 =𝑎⊕+𝑎♂4𝑎⊕+𝑎♂2. 𝑡=1+1,5241+1,522 ≅0,71 года ≅259 сут. 𝑡= ? 𝑎♂=1,52 а. е. 

Номер слайда 48

Космический корабль «Союз»

Номер слайда 49

Космический аппарат «Кассини-Гюйгенс»

Номер слайда 50

Первые фотографии поверхности Венеры, сделанные космическим аппаратом «Венера-7»

Номер слайда 51

Домашнее задание1) § 14 (п.6). 2) Сообщение а) животные в космосе; б) общая характеристика межпланетных перелетов 3) Упражнение 12 (с.80)2. Ускорение силы тяжести на Марсе составляет 3,7 м/с2, на Юпитере – 25 м/с2. Рассчитай­те первую космическую скорость для этих планет. 3. Сколько суток (примерно) продолжается полет КА до Марса, если он проходит по эллипсу, большая полуось которого равна 1,25 а. е.?

Информация о публикации
Загружено: 31 октября
Просмотров: 782
Скачиваний: 17
Ковалева Галина Николаевна
Астрономия, 11 класс, Презентации
Скачать материал