空间站的飞行轨迹是怎样形成的?卫星是如何绕地飞行的?3月18日12时,《张朝阳的物理课》第三十六期开播,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,回归经典力学,推导空间站的飞行轨道等问题。他先从牛顿力学出发,为网友们解答了卫星为什么能在天上运行而不掉下来,接着带领大家复习了第一、第二宇宙速度的计算以及同步卫星的概念,在课程结尾演示了万有引力下的能量守恒定律和卫星轨迹方程的求解。
复习第一、第二宇宙速度 计算同步卫星轨道半径
为便于理解,在本次直播中张朝阳先带网友复习了第一、第二宇宙速度的计算,并且介绍了同步卫星的概念。为此,张朝阳先根据牛顿第二运动定律F=ma写出卫星做圆周运动的方程:
张朝阳解释道,做匀速圆周运动的物体,其速度大小虽然没有改变,但是速度的方向是在不断变化的,因此这个物体具有加速度。首先,角速度是角度随时间的变化率,而速度等于角速度与半径的乘积:
他画指示图来进行说明:
(张朝阳在直播中推导圆周运动加速度公式)
在一个很小的时间间隔上,速度的改变量指向圆心,它的大小等于速度乘以角度改变量。除以dt就可以得到加速度的公式: