Visa fråga/svar

 

Kraft-Rörelse [17911]

Fråga:
Hej! Om vi släpper en stålkula med vikten 1 kg och från ett torn på 100 meters höjd så faller den med hjälp av gravitationen med accelererande hög fart och träffar marken inom några få sekunder. Om vi ökar tornets höjd så att det når stratosfären och släpper stålkulan från den höjden så faller den förmodligen även här mot marken. När övertar centrifugalkraften gravitationen på stålkulan så att den i stället lägger sig i en omloppsbana runt jorden? Tacksam för svar. Mvh Rasmus
/Rasmus C, Blombackaskolan, Södertälje

Svar:
Hej Rasmus! Låt oss anta vi har ett torn som pekar rakt upp vid ekvatorn. Tornet är väl fastsatt på jorden, och rör sig med jordens rotation från väster till öster. Om tornet är "lagom" högt kommer kulan inte att falla rakt ner utan den kommer att hamna lite öster om tornets mitt. Anledningen är att eftersom vinkelhastigheten är samma för varje punkt på och ovanför ekvatorn så kommer den verkliga hastigheten att vara större uppe i tornet än vid marken. Kulans rörelse i förhållande till marken är alltså sammansatt av två rörelser:

1 En konstant hastighet åt öster vars belopp är skillnaden i hastighet uppe och nere i tornet.

2 En accelererad rörelse rakt in mot jordens centrum.

Kulan kommer alltså att beskriva en parabel som för den till en punkt öster om tornets centrum. Se vidare länk 1.

Nu, äntligen, till din egentliga fråga: Ju högre tornet är desto längre från tornets centrum kommer kulan att hamna. Till sist missar den jorden helt. Om vi väljer tornets höjd till 35800 km som är höjden för de så kallade geostationära satelliterna (se fråga 697 ) kan vi faktiskt få kulan att sväva vid toppen av tornet. Kulan har ju exakt rätt hastghet för att följa med jordens rotation.

Detta är alltså ett utmärkt sätt att skjuta upp geostationära satelliter. Ta bara hissen upp i tornet och knuffa ut satelliten! Problemet är att det går inte att bygga ett sådant torn i praktiken.

Se även fråga 20522 .
/Peter E

Nyckelord: geostationär satellit [7]; jordens rotation [20]; fallrörelse [23];

1 http://iopscience.iop.org/0031-9120/43/2/004?fromSearchPage=true

*

 

 

Frågelådan innehåller 7317 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2018-10-11 17:04:02.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.