Pavadoņu kustība apkārt Zemei. Planētu kustība apkārt Saulei.

1. Puķītis MG: 59.-64., Pr.D: 55.-56.;
Šilters: 101-107.; UZDK: 60.-61.

2. Literatūra
Šilters E., Reguts V., Cābelis A.
Fizika 10. klasei.
76.-81.; 92.-97. lpp.
Puķītis P.
Fizika 10. klasei
59.-64. lpp.

3. Pavadoņu kustība apkārt Zemei
Trajektorija: riņķa līnija
Gravitācijas spēks F
notur pavadoni uz riņķa līnijas,
piešķir centrtieces paātrinājumu
a=v2
/r
Ja augstums h ir neliels
(salīdzinājumā ar Zemes
rādiusu), pieņem, ka
h=0
a = g = 9,8 m/s2
ātrums gRv =

4. Kosmiskie ātrumi
Lai raķete nokļūtu kosmosā, tai jāsasniedz pirmais
kosmiskais ātrums. Tad tā kustas pa riņķveida orbītu
apkārt zemeslodei.
Uz Zemes pirmā kosmiskā ātruma vērtība ir 7,91 km/s.
Ja kosmiskā aparāta ātrums sasniedz vai pārsniedz otro
kosmisko ātrumu, tad tas aizlido projām no attiecīgā
debess ķermeņa un vairs pie tā neatgriežas.
Otrais kosmiskais ātrums uz Zemes ir 11,19 km/s.
Dažādi kustības trajektoriju veidi. A un B – ātrums
mazāks par pirmo kosmisko ātrumu; C - kustība ar
pirmo kosmisko ātrumu; D - ātrums lielāks par pirmo
kosmisko ātrumu, bet mazāks par otro kosmisko
ātrumu. E - kustība ar otro kosmisko ātrumu.

5. Ja pavadonis pāriet uz augstāku orbītu (h pieaug),
tā ātrums v samazinās,
 jo samazinās gravitācijas spēka piešķirtais paātrinājums g,
 orbītas rādiuss palielinās
v

6. Kosmiskie ātrumi
Lai atstātu Saules sistēmas robežas, ķermenim
jāpiešķir trešais kosmiskais ātrums – apmēram
16,7 km/s.

7. Kosmiskais lidojums balstās uz reaktīvās kustības principu.
Gāze vai cita darbviela tiek izsviesta no dzinēja vienā
virzienā, bet pati raķete saskaņā ar impulsa nezūdamības
likumu kustas pretējā virzienā.
Kosmiskajiem lidojumiem izmanto daudzpakāpju raķetes, jo
sasniegt vajadzīgo ātrumu ar vienpakāpes raķeti ir sarežģīti.
Atkarībā no veicamā uzdevuma, raķetei var būt divas, trīs,
vai četras pakāpes. Arī daudzpakāpju raķetē lielāko daļu
vietas aizņem degviela. Derīgā krava sastāda tikai dažus
procentus no raķetes starta masas.
Tipiska kosmiskās raķetes
lidojuma shēma. Eiropas
Kosmiskās aģentūras (ESA)
attēls

8. Nesējraķetes
Kosmiskā lidaparāta nogādāšanai orbītā izmanto
nesējraķeti. Nesējraķetei parasti ir vairākas pakāpes
Lidojuma laikā pēc degvielas izlietošanas pakāpes tiek
atdalītas un nokrīt atpakaļ uz Zemes.
Nesējraķetēs lieto gan šķidrās, gan cietās degvielas
raķešdzinējus.
Eiropas kosmiskās aģentūras
nesējraķete Ariane 5 un tās
uzbūves shēma. Vikipēdijas
attēli

9. Kosmosa kuģi
Par kosmosa kuģi sauc pilotējamu kosmisko lidaparātu. Tas
var kalpot kosmonautu un kravas nogādāšanai uz kosmisko
staciju, vai arī veikt patstāvīgu lidojuma programmu.
Tradicionāli kosmosa kuģis sastāv no vairākiem
nodalījumiem – orbitālā bloka, kurā kosmonauti uzturas
lidojuma laikā, iekārtu un dzinēju nodalījuma, nolaižamā
aparāta un sakabināšanās mezgla.
Kosmosa kuģis Sojuz. Redzams
lodveidīgs orbitālais nodalījums,
konusveidīgs nolaižamais aparāts, un
dzinēju nodalījums ar saules
baterijām. NASA attēls

10. Kosmiskā stacija
Kosmiskā stacija paredzēta ilgstošam lidojumam kosmosā.
Lielāko daļu lidojuma laika stacijā atrodas apkalpe.
Kosmiskā stacija parasti sastāv no vairākiem moduļiem:
dzīvojamā, pētījumu, u.c.
Kosmisko staciju izmanto dažādiem mērķiem: Zemes
pētīšanai no kosmosa, debess objektu novērojumiem,
medicīniskiem un bioloģiskiem eksperimentiem.
Liela uzmanība tiek veltīta tehnoloģiskiem eksperimentiem.
Kosmisko staciju var izmantot arī kosmisko lidaparātu
montāžai orbītā.
Starptautiskā kosmiskā stacija
2010. gada maijā. NASA attēls

11. Mākslīgie pavadoņi
Zemes mākslīgais pavadonis (satelīts) ir kosmiskais aparāts,
kas atrodas orbītā ap Zemi.
Pirmais pavadonis tika palaists kosmosā 1957. gada 4.
oktobrī. Pašlaik ap Zemi riņķo vairāki simti darbojošos
pavadoņu.
Civiliem lietojumiem domāto pavadoņu galvenās grupas ir:
meteoroloģiskie pavadoņi, navigācijas pavadoņi, pētniecības
pavadoņi, sakaru pavadoņi, Zemes izpētes pavadoņi.
Envisat ir viens no lielākajiem
Zemes izpētes pavadoņiem.
Eiropas kosmiskās aģentūras
(ESA) attēls

12. Pavadoņu orbītas
Sakaru pavadoņus parasti palaiž ģeostacionārajā orbītā, kuras
augstums virs Zemes ir 35800 km. Šādā orbītā esošs pavadonis
veic vienu apriņķojumu tieši vienā diennaktī, līdz ar to pavadoņa
stāvoklis attiecībā pret Zemi nemainās.
Tos pavadoņus, kuru uzdevums ir vākt informāciju par Zemi,
parasti palaiž riņķveida polārajā orbītā, kas šķērso Zemes polu
apvidus. Šāds pavadonis, Zemei griežoties, var secīgi pārlūkot
visus zemeslodes virsmas apgabalus. Šo pavadoņu orbītas
augstums ir daži simti kilometru.
Aptuveni 20 000 km augstumā virs Zemes riņķo Globālās
pozicionēšanas sistēmas (GPS) pavadoņi. Šo pavadoņu raidītos
signālus uz Zemes uztver speciāla iekārta, kas ar dažu metru
precizitāti nosaka savu atrašanās vietu.
Attēlā parādītas GPS
pavadoņu orbītas.
Vikipēdijas attēls

13. Planētu kustība apkārt Saulei
Notiek Saules gravitācijas spēka iedarbībā.
Ja pieņem, ka planēta apkārt Saulei pārvietojas pa
riņķa līniju, tās vidējo ātrumu var aprēķināt
R
M
Gv =

14. Keplera likumi
Ikviena planēta kustās ap Sauli pa elipsi, kuras vienā
fokusā atrodas Saule (elipsei ir divi fokusi).
http://www.youtube.com/watch?v=tw5MvHNw0Co
Planētas savā kustībā ap Sauli pārvietojas tā, ka
nogrieznis, kas savieno planētas centru ar Saules
centru, vienādos brīžos pārklāj vienādus laukumus
orbītas plaknē.
http://www.youtube.com/watch?v=NiWK5z7z_Oc
Planētai kustoties pa orbītu, tās ātrums mainās. Tuvākajā punktā
(perihēlijā) Zeme kustās ātrāk (janvāris), tālākajā punktā (afēlijā)
Zeme kustās lēnāk (jūlijā).

15. Keplera likumi
Jebkuru divu planētu apriņķošanas periodu kvadrāti
attiecas tāpat kā to orbītu lielo pusasu kubi.
http://www.youtube.com/watch?v=acrLrlApvy8

16. Materiāli papildus mācībām
Puķītis P. Fizika 10. klasei. 64. –67. lpp.
Puķītis P. Fizika 10. klasei. Praktiskie darbi. –55.-56. lpp.
Šilters E., Reguts V., Cābelis A. Fizika 10. klasei. 101-107.– lpp.
UZDK: Dzērve U., Eidiņš I. Fizikas uzdevumu krājums 10. klasei. 60.-61.lpp.
Informācija internetā:
 www.pavelsjurs.lv/wp-content/.../9-5-zinatnes-attistiba.pps
 http://profizgl.lu.lv/course/view.php?id=4
 http://www.youtube.com/watch?v=wjOOrr2uPuU&list=PL7BA8B1F450DEA697
Informācija krievu valodā:
 http://interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/zakony-vzaimodejstviya-i-dvizheniya-
tel/iskusstvennye-sputniki-zemli
 http://interneturok.ru/ru/school/physics/9-klass/zakony-vzaimodejstviya-i-dvizheniya-
tel/reaktivnoe-dvizhenie-znachenie-rabot-ke-ciolkovskogo