一幅圖理解地球衛星軌道半徑

2020-12-04 跟著奇奇學物理

高中階段的天體運動其實可以認為是圓周運動的一個應用實例,但於學生,卻覺得天體運動遠難於圓周運動,其中一個重要的原因,就是由於天體的運動數量級太大,學生很難在頭腦中建立直觀的情景,對於天體運動中常常考查地球衛星中的的近地衛星、同步衛星和月球,其實只需一幅圖就可清晰認知:

近地衛星圓軌道:軌道高度約為300km左右,故軌道半徑約為6700km,約等於地球半徑6400km,所以常常認為軌道半徑r等於地球半徑R,因為軌道半徑相比較最小,近地衛星周期僅約85分鐘

同步衛星圓軌道:軌道高度約為36000km,約為地球半徑6倍,軌道半徑約為42000km,約為地球半徑7倍,所以在左圖中,同步衛星軌道與地球之間恰好可夾3個地球,同步衛星周期為1天

月球圓軌道:軌道半徑約為385000km,這個數據確實不好記,但385000÷42000≈9,即月球圓軌道半徑是同步衛星軌道半徑的9倍,所以在右圖中,在地球同步軌道與月球圓軌道之間還可以再夾4個地球同步軌道。月球公轉周期約為27天

通過建立直觀的天體圖景,消除對於天體運動的陌生感,對於天體運動的學習一定大有幫助,並且,在天體運動的探究與發現中,還有許多有趣的故事。

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