Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левантовский В.И. -> "Механика космического полета в элементарном изложении" -> 9

Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.

Левантовский В.И. Механика космического полета в элементарном изложении — М.: Наука, 1980. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanikakosmicheskogopoleta1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 221 >> Следующая


19

Зная в нашем примере массу т спутника и его ускорение а= =v2/r, мы теперь можем по приведенной формуле вычислить силу, под действием которой спутник совершает свое круговое движение. Направлена эта сила, как и ускорение, к центру окружности, т. е. к Земле.

Сакраментальный вопрос «Почему спутник не падает на Землю?», столь интриговавший журналистов в первые годы космической эры, не имеет смысла. Спутник не падает на Землю, т. е. его траектория не пересекает земной поверхности, так как законы природы не обязывают его двигаться в сторону действующей силы. В эту сторону всегда направлен вектор ускорения, но отнюдь не обязательно вектор скорости, указывающий направление движения.

С другой стороны, зная направление и величину силы, мы можем определить направление и величину (по формуле a—Ffm) ускорения, а затем математически определить путь движущегося тела.

Здесь мы столкнулись в простейшем виде с двумя основными задачами механики космического полета:

1) определить силы, с помощью которых можно управлять космическим аппаратом, заставляя его совершать заданное движение;

2) определить движение космического аппарата, если известны действующие на него силы.

Этими задачами мы и будем в дальнейшем заниматься. Вторая из этих задач характерна для классической небесной механики, изучающей движение «естественных» небесных тел, первая же свойственна именно космодинамике и подчеркивает активный характер этой науки.

Вернемся, однако, к законам Ньютона.

Причиной силы, действующей на тело, всегда является какое-то другое материальное тело, которое в свою очередь подвергается воздействию со стороны первого тела.

Третий закон Ньютона: всякому действию соответствует равное по величине и противоположно направленное противодействие.

В нашем примере это означает, что действию Земли на спутник (сила F, направленная к Земле) сопутствует противодействие — сила F1, действующая со стороны спутника на Землю, равная по величине первой и направленная к спутнику. Эта сила, естественно, по второму закону Ньютона сообщает определенное ускорение Земле, которое во столько же раз меньше ускорения, сообщаемого Землей спутнику, во сколько масса Земли больше массы спутника. Так как масса^Земли равна 5,9742-IO2x т, то, каков бы ни был искусственный спутник, ускорение, сообщаемое им Земле, ничтожно. По этой же причине мы никогда не будем интересоваться воздействиями 20

ВВЕДЕНИЕ

искусственных спутников, космических аппаратов и пилотируемых кораблей на естественные небесные тела (даже на небольшие астероиды) независимо от того, являются ли эти воздействия Гравитационными или иного рода (например, удар, наносимый космическим аппаратом, падающим на поверхность Луны).

§ 3. О единицах силы и массы

В этой книге используется в основном Международная система единиц СИ, в которой, как известно, за единицу массы принимается килограмм, а за единицу силы ньютон (H) — производная единица, равная той силе, которая массе 1 кг сообщает ускорение 1 м/с2, т. е., согласно второму закону Ньютона, 1 H=I кг-1 м/с2.

На этом можно было бы и закончить, если бы не одно обстоятельство. В литературе по ракетной технике все еще привычны единицы силы из технической системы единиц — грамм-сила (гс), килограмм-сила (кгс), тонна-сила (тс) х), а автор рассчитывает, что ракетчики могут заинтересоваться книгой. Некоторые традиционные термины ракетной техники (например, «удельный импульс», см. § 1 гл. 1) основываются на килограмме-силе, и автор здесь в одиночку ничего поделать не может. Кроме того, приводя данные о тягах и удельных импульсах ракет, автор в некоторых случаях, пользуясь официальными источниками, не считал себя вправе что-либо менять, так как не мог знать, в какой мере указанное в источнике значение является округленным 2).

Впрочем, читатель всегда может совершить переход от килограм-мов-силы к ньютонам, если вспомнит, что 1 килограмм-сила (1 кгс) есть не что иное, как вес одного килограмма массы (1 кг), т. е. 1 кгс=1 кг-9,81 м/с2=9,81 кг-м/с2. Но 1 кг-м/с2=1 Н. Значит,

1 кгс=9,81 H (точно 1 кгс=9,80665 Н).

Термином «вес» при указании числовых характеристик ракег и космических аппаратов мы никогда пользоваться не будем. Вес, как известно, определяется силой давления тела, покоящегося на поверхности планеты, на опору. На разных небесных телах он, естественно, различен. Вдобавок космический аппарат при свободном полете в мировом пространстве находится в безопорном состоянии, в состоянии невесомости... Разумнее поэтому указывать его массу.

Внимание! Буква «с» здесь означает «сила», а не «секунда». В противном случае перед «с» была бы точка как знак умножения. Это важно помнить.

2) «Точный» перевод округленных значений физических величин при переходе к другой система единиц — характерная ошибка многих научных рефератов. Тягу ракетной ступени в 2000 тс указывают как тягу 19 620 000 H (или даже 19 613 300 H)... $ 4. О СИСТЕМАХ ОТСЧЕТА

21

§ 4. О системах отсчета

Читатель, конечно, знаком с понятием системы координат, или системы отсчета.
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 221 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed