Ứng dụng của chuyển động li tâm

Ứng dụng chuyển động li tâm Vận tốc vũ trụ vệ tinh nhân tạo I Ứng dụng chuyển động li tâm  Hệ quy chiếu quay giúp tạo trường gia tốc nhân tạo với độ lớn điều khiển tốc độ quay khoảng cách tới tâm quay Trường gia tốc nhân tạo ứng dụng trạm vũ trụ, trạm vũ trụ quốc tế, tạo môi trường giúp phi hành gia có cảm giác trọng lượng biểu kiến, môi trường sống quen thuộc Trái Đất Khả điều khiển cảm giác trọng lượng biểu kiến trường gia tốc ly tâm ứng dụng trò chơi cảm giác mạnh xe lao tốc độ  Trong trường gia tốc, vật có khối lượng riêng thấp có xu hướng lên vật có khối lượng riêng lớn hơn; giúp phân tích vật chất thành nhiều thành phần Đây ứng dụng máy phân tích ly tâm Trường gia tốc ly tâm mạnh máy giặt giúp vắt khô quần áo trống vắt quay nhanh  Một ứng dụng kinh điển lực ty tâm khí điều tốc ly tâm Khi tốc độ quay động tăng, nặng (miêu tả hình vẽ) chịu lực ly tâm lớn hơn, văng xa khép lại đường ống nhiên liệu động (hoặc, cách tổng quát, giảm nguồn lượng cho động cơ); điều dẫn đến tốc độ động giảm lại Khi tốc độ động xuống thấp, lực ly tâm lên nặng giảm, nặng bị trọng lực kéo xuống mở rộng đường ống nhiên liệu; điều làm tốc độ động tăng trở lại Đây ví dụ hoàn ngược âm, giúp điều tiết giữ tốc độ quay động ổn định Lực ly tâm dùng ly hợp tự động số xe máy hay ô tô Khi tốc độ quay động đạt đến ngưỡng thích hợp, lực ly tâm lên nặng ly hợp đủ lớn đến khép chặt tiếp xúc chuyển ly hợp sang trạng thái truyền lực khiến xe chuyển bánh Khi tốc độ động ngưỡng, lực ly tâm không đủ lớn ly hợp ngắt lực truyền, giúp xe đứng chỗ động nổ máy Một số hình ảnh ứng dụng lực li tâm II Vận tốc vũ trụ      Vận tốc vũ trụ hay tốc độ vũ trụ hay tốc độ thoát hay vận tốc thoát ly tốc độ vật cần có để chuyển động theo quỹ đạo tròn gần bề mặt vật thể khác thoát khỏi trường hấp dẫn vật thể khác Trong Thái Dương Hệ giải thích cấp độ sau: Vận tốc vũ trụ cấp Vận tốc vũ trụ cấp Vận tốc vũ trụ cấp Vận tốc vũ trụ cấp 1/ Vận tốc vũ trụ cấp  Vận tốc vũ trụ cấp hay tốc độ vũ trụ cấp tốc độ vật cần có để chuyển động theo quỹ đạo tròn gần bề mặt hành tinh hay thiên thể chủ Nó tốc độ tối thiểu vệ tinh phải có để không bị rơi xuống bề mặt thiên thể chủ Nguyên nhân giúp vệ tinh tiếp tục chuyển động quỹ đạo mà không rơi vào bề mặt hành tinh cân lực hấp dẫn lực quán tính li tâm vật chuyển động tròn có Một cách nói khác, xét hệ qui chiếu gắn với thiên thể chủ, lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm giúp vật chuyển động tròn  Từ điều kiện lực hấp dẫn lực quán tính ly tâm, ta suy ra:  Ở đây: v tốc độ bay quỹ đạo vật thể m khối lượng vật thể g gia tốc trọng trường gây thiên thể chủ gần bề mặt R bán kính thiên thể chủ      Với Trái Đất vận tốc vũ trụ cấp xấp xỉ 7,9 km/s:  Chú ý, gia tốc trọng trường g tính theo công thức định luật vạn vật hấp dẫn Newton: với G số hấp dẫn M khối lượng thiên thể chủ  Những vật chuyển động với tốc độ lớn tốc độ vũ trụ cấp nhỏ tốc độ vũ trụ cấp chuyển động quanh hành tinh với quỹ đạo hình elip  2/Vận tốc vũ trụ cấp    Tốc độ vũ trụ cấp 2, gọi vận tốc vũ trụ cấp hay vận tốc thoát ly, giá trị vận tốc tối thiểu vật thể cần có để thoát khỏi trường hấp dẫn hành tinh Với Trái Đất giá trị vào khoảng 11,2 km/s, theo công thức v1 vận tốc vũ trụ cấp     Sau cách dùng định luật bảo toàn để xác lập biểu thức này: Cơ nơi phóng = Cơ vật thoát khỏi lực hấp dẫn= động + Vận tốc tối thiểu xác định trường hợp giá trị vận tốc vật thoát khỏi lực hấp dẫn Trái Đất tức động Mà hẫp dẫn vật thoát khỏi trường hấp dẫn hành tinh, trường hợp vật thoát khỏi trường hấp dẫn =     Áp dụng định luật bảo toàn năng: Cơ nơi phóng = Cơ vật thoát khỏi lực hấp dẫn=0 Trong trường hợp vật phóng từ Trái Đất với vận tốc lớn nhỏ vận tốc vũ trụ cấp vật chuyển động quanh Mặt Trời 3/ Vận tốc vũ trụ cấp  Vận tốc vũ trụ cấp giá trị tối thiểu để vật phóng từ Trái Đất thoát khỏi trường hấp dẫn Mặt Trời Nếu dùng cách tính dùng để tính vận tốc vũ trụ cấp vận tốc tối thiểu 42,1 km/s Tuy nhiên Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời với vận tốc dài khoảng 29,8 km/s, ta cần cung cấp vận tốc có độ lớn 12,3 km/s có phương với phương véc tơ vận tốc dài Trái Đất quanh quỹ đạo  Do vận tốc thực cần phóng để vật thoát khỏi trường hấp dẫn Mặt Trời là:  Hay nói cách khác vận tốc vũ trụ cấp vật mặt đất 16,6 km/s 4/ Vận tốc vũ trụ cấp  Nếu đủ lớn thoát khỏi lực hấp dẫn Ngân Hà: 525 km/s III Vệ tinh viễn thông     Người ta dùng vệ tinh địa tĩnh làm vệ tinh viễn thông Vệ tinh địa tĩnh có quỹ đạo chuyển động nằm mặt phẳng xích đạo cách tâm Trái đất 42000 km Ở độ cao chúng có chu kì quay chu kì quay Trái đất quanh trục (T=24h) Do chúng đứng yên tương đối so với Trái đất Vì vậy, từ máy phát trái đất phát chùm sóng vô tuyến cực ngắn hướng tới vệ tinh Vệ tinh thu chùm sóng phát chạm thu mặt đất Vì vệ tinh địa tĩnh cao so với bầu khí nên vùng phủ sóng rộng Hơn nữa,chúng không bị sức cản không khí nên lâu dài quỹ đạo THÀNH VIÊN TRONG NHÓM     Phan Thị Phương Mai Nguyễn Thị Ngọc Mai Nguyễn Phương Anh Nguyễn Mai Huệ [...]... tinh viễn thông     Người ta dùng những vệ tinh địa tĩnh làm vệ tinh viễn thông Vệ tinh địa tĩnh có quỹ đạo chuyển động nằm trong mặt phẳng của xích đạo và ở cách tâm Trái đất 42000 km Ở độ cao này chúng có chu kì quay đúng bằng chu kì quay của Trái đất quanh trục của nó (T=24h) Do đó chúng ứng yên tương đối so với Trái đất Vì vậy, từ một máy phát trên trái đất có thể phát một chùm sóng vô tuyến cực... lớn hơn nhưng nhỏ hơn vận tốc vũ trụ cấp 3 thì vật đó sẽ chuyển động quanh Mặt Trời 3/ Vận tốc vũ trụ cấp 3  Vận tốc vũ trụ cấp 3 là giá trị tối thiểu để vật phóng từ Trái Đất thoát ra khỏi trường hấp dẫn của Mặt Trời Nếu dùng cách tính như đã dùng để tính vận tốc vũ trụ cấp 2 thì vận tốc tối thiểu sẽ là 42,1 km/s Tuy nhiên vì Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời với vận tốc dài khoảng 29,8 km/s, ta... khi vật thoát khỏi lực hấp dẫn= động năng + thế năng Vận tốc tối thiểu được xác định trong trường hợp giá trị vận tốc của vật khi thoát khỏi lực hấp dẫn Trái Đất bằng 0 tức là động năng bằng 0 Mà khi đó thế năng hẫp dẫn cũng bằng 0 do vật đã thoát ra khỏi trường hấp dẫn của hành tinh, do đó trong trường hợp này cơ năng khi vật thoát khỏi trường hấp dẫn = 0     Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:... cấp một vận tốc có độ lớn 12,3 km/s có phương cùng với phương của véc tơ vận tốc dài của Trái Đất quanh quỹ đạo  Do đó vận tốc thực cần phóng để vật thoát khỏi trường hấp dẫn của Mặt Trời là:  Hay nói cách khác vận tốc vũ trụ cấp 3 đối với vật trên mặt đất là 16,6 km/s 4/ Vận tốc vũ trụ cấp 4  Nếu đủ lớn sẽ thoát ra khỏi lực hấp dẫn của Ngân Hà: 525 km/s III Vệ tinh viễn thông     Người ta... cực ngắn luôn hướng tới vệ tinh Vệ tinh thu chùm sóng và phát về chạm thu trên mặt đất Vì các vệ tinh địa tĩnh ở rất cao so với bầu khí quyển nên vùng phủ sóng lá rất rộng Hơn nữa,chúng không bị sức cản của không khí nên có thể ở lâu dài trên quỹ đạo đó THÀNH VIÊN TRONG NHÓM     Phan Thị Phương Mai Nguyễn Thị Ngọc Mai Nguyễn Phương Anh Nguyễn Mai Huệ