2. Centrální gravitační pole
F-Pn-P045-Centralni_pole_pohyby
POHYB V GRAVITAČNÍM POLI
2.2 POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ
2.2 POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ
U pohybů raket, družic či vesmírných lodí se musí počítat s tím, že už se pohybují v radiálním poli. Trajektorie družic záleží na jejich rychlosti. Vzhledem k této rychlosti může nastat šest případů:
2.2 POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ
2.2 POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ
Na těleso obíhající po kruhové trajektorii působí jednak zemská gravitace Fg a také odstředivá síla FO. �Tyto síly jsou v rovnováze:
Kruhová rychlost (1. kosmická rychlost)
kde m1 je hmotnost gravitačního centra (planety), r je poloměr trajektorie (poloměr planety)
Velikost první kosmické rychlosti (kruhové rychlosti u zemského povrchu) je 7,9 km.s-1
2.2 POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ
I v radiálním gravitačním poli je gravitační síla závislá pouze na vzdálenosti od gravitačního centra. Radiální gravitační pole je tedy polem centrálních sil a jedná se tedy o konzervativní pole, což umožňuje definovat v tomto poli potenciální energii.
Pro práci sil v radiálním gravitačním poli platí výraz:�(m2 – hmotnost tělesa v poli gravitačního centra o hmotnosti m1)
Potenciál gravitačního pole
Pro tzv. potenciál gravitačního pole lze pak psát:
Gravitační potenciál je skalární fyzikální veličina, která vyčísluje potenciální energii tělesa o jednotkové hmotnosti v neměnném gravitačním poli jiného tělesa. Za místo s nulovým potenciálem se obvykle bere nekonečně vzdálený bod.
2.2 POHYBY V CENTRÁLNÍM GRAVITAČNÍM POLI ZEMĚ
Mezní případ pro 2. kosmickou rychlost určuje podmínka, že musí být kinetická energie tělesa (satelitu) stejná jako energie potenciální:
Parabolická rychlost (2. kosmická rychlost)
Velikost druhé kosmické rychlosti (parabolické rychlosti) je 11,2 km.s-1
Zdroje a použitá literatura:
[1] ŠEDIVÝ, Přemysl a Ivo VOLF. Pohyb tělesa po eliptické trajektorii v radiálním gravitačním poli: Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. [online]. [cit. 2012-05-17]. Dostupné z: http://fyzikalniolympiada.cz/texty/druzice.pdf
[2] REICHL, Jaroslav a Martin VŠETIČKA. Gravitační pole. Encyklopedie fyziky [online]. 2006 [cit. 2012-05-17]. Dostupné z: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/53-gravitacni-pole
[3] Gravitační pole: využití multimédií při výuce fyziky. HRNČÍŘ, Jan a Martin KLEJCH. [online]. 2005, 1.6.2007 [cit. 2012-05-17]. Dostupné z: http://web.gfxs.cz/gpole/