Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 8 frågor/svar hittade Kraft-Rörelse [21388] "Vi antar att signalen går via en så kallad geostationär satellit. En sådan satellit går i en bana, som är 36000 km över ekvatorn. Där gör den ett varv på precis 24 timmar." I förhållande till solen roterar jorden ett varv runt sin egen axel på 24tim. I förhållande till universum tar det 23t 56m 4,5s, men eftersom vi då kretsat nästan en grad runt solen får vi vänta ytterligare nära 4min innan utgångsmeridianen åter står närmast solen = 24tim. Ska dina elever försöka räkna på centrifugalkraften i balans med jordgravitationen så bör väl jordens rotationshastighet räknas i förhållande till universum, eller har jag fel? Svar: Se även geostationär satellit Nyckelord: geostationär satellit [8]; Kraft-Rörelse [18106] Om inte, varför?
Om de går, varför har vi inte gjort det? Svar: Se fråga 17911 Nyckelord: geostationär satellit [8]; Kraft-Rörelse [17911] Svar: 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 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 Nyckelord: geostationär satellit [8]; jordens rotation [22]; fallrörelse [31]; 1 http://iopscience.iop.org/0031-9120/43/2/004?fromSearchPage=true Blandat [16920] Men om nu satelliten inte är geostationär utan rör sig som en till exempel polär satellit, hur gör man då? Måste man vinkla parabolen hela tiden för att matcha satellitens position?
Svar: För geostationära satelliter har man en fix parabol som riktas mot satelliten som ju står stilla på himlen. För LEO kan man inte följa satelliten utan mycket avancerad utrustning, så man kommunicerar på samma sätt som med en vanlig radio - med en antenn med mycket liten riktverkan. Detta fungerar bra med LEO satelliter eftersom dessa är relativt nära. Systemen med LEO fungerar så att man har tillräckligt många satelliter (ofta i polära banor) så att man från varje plats på jorden kan se minst en satellit. Sedan kommunicerar även satelliterna inbördes och med basstationer. Speciellt för geostationära satelliter har man problemet att signalerna fördröjs 2*40000/300000=0.27 sekunder när signalen går från jorden till satelliten och tillbaka, se
Latency_(engineering)#Satellite_transmission Nyckelord: geostationär satellit [8]; Universum-Solen-Planeterna [13545] Svar: Jag antar att du vet att det är en kuggfråga. Frågan är helt hypotetisk, och som sådan inte av annat intresse än att den kan användas som en tillämpning av Kepler tredje lag: Eftersom månens rotation är bunden måste perioden av en luna-stationär satellit vara lika med perioden för månens rörelse kring jorden.
Om halva storaxeln för banan av en luna-stationär satellit är as och månbanans halva storaxel am, månens massa Mm och jordens massa Mj får vi om vi sätter perioderna lika: (as/am)3 = Mm/(Mm+Mj) dvs med massor från Planetary Fact Sheets (as/am)3 = 0.073/(0.073+5.97) = 0.01208 dvs as/am = 0.229 En luna-stationär satellit skulle alltså ligga på ett avstånd från månen motsvarande 0.229 av avståndet månen-jorden. Detta ligger alldeles för långt ifrån månen för att månens gravitation skall dominera. I stället dominerar jordens gravitation, varför banan är instabil, och satelliten kommer att falla ner till jorden. Se även fråga 12644 Nyckelord: geostationär satellit [8]; Keplers lagar [14]; Kraft-Rörelse [4683] Svar: R = (G * M * T2/(4 * p2))1/3 G = gravitationskonstanten, M = jordens massa, T = omloppstiden, alla enheter
i SI-enheter.
Man härleder denna formel genom att sätta
gravitationskraften = centrifugalkraften.
Det är alltså villkoret för att satelliten ligger kvar i sin bana.
Observera att tyngdaccelerationen där ute inte är 9.82 m/s2.
De 36000 km som brukar anges är inte avståndet till jordens
centrum, utan höjden över jordytan. Hastigheten kan du räkna ut själv,
omloppstiden är ju känd. På grund av diverse störningar är banan inte
helt stabil. Då och då får banan korrigeras med små raketpuffar. Satelliten
är användbar så länge det finns raketbränsle kvar, och det är
åtskilliga år. Det finns över 300 geostationära
satelliter av de mest skiftande konstruktioner. Se även Geostationary orbit Nyckelord: geostationär satellit [8]; satellitbana [15]; Blandat [2422] Svar:
80000/300000 = 0.27 sekunder
Måste signalen reläas över två satelliter, blir fördröjningen dubbelt
så stor.
Se även fråga 1151 Nyckelord: geostationär satellit [8]; Kraft-Rörelse, Universum-Solen-Planeterna [697] Svar: Centripetalkraften för en cirkelbana med radien r är mv2/r och
gravitationskrafen är mMG/r2, där G är gravitationskonstanten.
Om vi sätter dessa lika får vi (vinkelhastigheten)2 = w2 = v2/r2 = GM/r3 (1) Men vinkelhastigheten ges av w = 2p/P där P är perioden (omloppstiden). Jordens rotation bestämmer den nödvändiga vinkelhastigheten, vilket i sin tur bestämmer r.
Höjden över jordytan blir då r-R, där
R är jordradien. Vi får eftersom jordens rotationstid i förhållande till stjärnorna är 23 timmar 56 minuter och 4 sekunder: r3 = GMP2/(4p2) =
6.673*10-11*5.974*1024*(23*60*60+56*60+4)2/(4p2) Vilket ger r = 4.2166*107 m = 42166 km Jordens radie är 6378 km så avståndet över jordytan blir r - R = 42166 - 6378 = 35800 km, dvs c:a en tiondel av avståndet till månen. Observera att sambandet vinkelhastighet - radie (ekvation 1) är ett sätt att skriva Keplers tredje lag: (vinkelhastigheten)2 = GM/r3 =
(2p/P)2 (2) dvs GM/(4p 2) = r 3/P 2 där allt i vänsterledet är konstanter. Anmärkning 1. Vi har i härledningen ovan försummat den stora kroppens acceleration eftersom m är mycket mindre än M. Tar vi hänsyn till denna behöver vi byta ut M i ekvation 2 mot m+M. Anmärkning 2. Man kan (med lite större besvär) härleda Kelers tredje lag för en elliptisk bana. Uttrycket blir som i ekvation 2 men med radien r utbytt mot halva storaxeln a. Se även fråga 463 Nyckelord: geostationär satellit [8]; Keplers lagar [14]; satellitbana [15]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.