حرکت وضعی و انتقالی زمین

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
cncn400

نام: سیروس نظامی

عضویت : سه‌شنبه ۱۴۰۱/۱۱/۲۵ - ۱۵:۲۲


پست: 1



حرکت وضعی و انتقالی زمین

پست توسط cncn400 »

سلام یک سفینه از مدار استوا که بیشترین سرعت چرخش زمین بدور خودشه به فضا پرتاب میشه ؟بر این این سفینه الان هم تحت حرکت وضعی زمین و هم حرکت انتقالی زمینه .سوالم اینه که وقتی وارد فضا میشه آیا هنوز تحت این حرکات هست؟یعنی با سرعت ۱۶۷۵ کیلومتر به بیرون پرتاب میشه؟و درهمان حال با سرعت ۱۰۷ هزار کیلومتر بر ساعت رو هم داره ؟و اگر اینطور باشه این نیروهایی که بهش وارد میشه رو چطور خنثی میکنه و کلا اصلا این سفینه قادره مسیر انتخابی خودش رو بره؟از پاسخ دهندگان پیشاپیش تشکر میکنم

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3266

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

Re: حرکت وضعی و انتقالی زمین

پست توسط rohamavation »

درهم دبیرستان وهم دانشگاه کلا خونیدیم و بارها به ما یاددادن که قانون اینرسی نشون میده که یک جسم به همان شکلی که هست باقی میمونه بنابراین دوست عزیز اگر شما چیزی را در فضا پرتاب کنید برای همیشه و همیشه ادامه دار هست . دلیل سقوط یک جسم هنگام پرتاب آن روی زمین گرانش و مقاومت هوا است.
ببین موشک از زمین چه نوع حرکتی پرتاب میشه حرکت خطی غیر یکنواخت.
به طور کلی، حرکت هر جسم هم شامل انتقال و هم چرخش است. انتقالها در پاسخ مستقیم به نیروهای خارجی هستند. چرخش ها در پاسخ مستقیم به گشتاورها یا گشتاورهای خارجی (نیروهای پیچشی) هستند.
دوست عزیزم حرکت یک موشک بسیار پیچیدیه چون چرخش ها و حرکت انتقالها با هم جفت میشن. یک چرخش بر مقدار و جهت نیروهایی که بر انتقال تأثیر میزاره تأثیر می گذاره. برای درک و توصیف حرکت یک موشک معمولا ما مشکل پیچیده را به یک سری مسائل ساده تر تقسیم کنیم. برای مثال میتونیم فرض کنیم که موشک از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل میشه، انگار تمام جرم موشک در یک نقطه به نام مرکز ثقل جمع‌آوری شده ما میتونیم حرکت مرکز ثقل را با استفاده از قوانین حرکت نیوتن توصیف کنیم. به طور کلی چهار نیرو بر روی موشک وجود داره. وزن، رانش، کشیدن و بلند کردن پس جوابم میشه .بله اجرام پرتاب شده از یک جسم در حال چرخش مانند یک سیاره، سرعت آن جسم را در زمان پرتاب به ارث می برند.
احتمالا همه شما در مورد مساله اسلحه در قطار شنیدید. گلوله ای را شلیک کنید که به طور معمول با سرعت 370متر در ثانیه در قطاری که 55متردر ثانیه حرکت می کنه (در همان جهتی که قطار حرکت می کند) شلیک کنید و اکنون گلوله ای با سرعت 425متر درثانیه دارین
بنابراین اگر زمین با سرعت 67000 مایل در ساعت در منظومه شمسی ما حرکت میکنه، آیا جسمی که از زمین شلیک شده دقیقاً 90 درجه از مسیر چرخش فعلی زمین با سرعت 67،000 مایل در ساعت طرف / جانبی نسبت به سایر اجرام ایستا در منظومه شمسی. به عنوان مثال، آیا اکنون با سرعت 67000 مایل در ساعت به طرفین و همچنین 1000 مایل در ساعت به جلو حرکت می کند (به طور فرضی با فرض اینکه در اینجا هیچ انرژی برای فرار از جو زمین از دست ندهد).
منظورمن از نسبی نسبت به خورشید است - دقیقاً همان فاصله و مسیر چرخش ایستا.
یکی از موقعیت هایی که مرا به این فکر انداخت مثال فضاپیمای Voyager1 خوب . آیا Voyager1 باید تنظیمات خاصی را برای فرار از اینرسی جانبی 67000 مایل در ساعت انجام می داد یا فقط از آن به نفع خود استفاده میکرد چون اجرام پرتاب شده از یک جسم در حال چرخش مانند یک سیاره، سرعت آن جسم را در زمان پرتاب به ارث میبره . آنها به سختی می تونستند کار دیگری انجام دهند بدون اینکه حفظ حرکت را نقض کنند.
آیا مدار زمین با پس زدن ناشی از برخاستن/پرتاب/بازیابی وسایل نقلیه هوایی/فضایی تغییر می کنه
تا زمانی که جسم پرنده در مدار زمین بمونه جرم خالص یا مرکز جرم زمین را تغییر ندادین. ما موفق شده‌ایم جرم خالص زمین را با جرم کاوشگرهای وویجر و امثال آن کاهش بدیم اما این در مقایسه با جرم غبار شهاب‌سنگ که زمین هر روز جمع می‌کنه ناچیز ه حدود 100 تا 300 تن در روز.
بنابراین پرتاب ماهواره ها و هواپیماهایی که از زمین بلند میشن مستقیماً بر مدار زمین تأثیر ننمیزارن. من تصور می‌کنم که شکل (گرانشی) زمین را کمی تغییر میده و ممکن است نیروها را از اجسام دیگر تغییر بده اما این اثر احتمالاً بسیار کوچیکه
ما یک اصطلاح داریم مانور شیب یا چرخش گرانشی همون مانور زمین در مورد شاتل‌های فضایی برنامه رولمیگیم خالا نامش مهم نیست زیرا به یک رول متصل بود که به دلایل فنی ضروری بود اما مستقیماً به کارایی پرواز کمک نمی کرد.
ببین همه موشک ها (و همه اجسام پرنده روی زمین) در معرض نیروی جاذبه هستند. کشش نیروی گرانشی که اگر به نحوی معلق نباشه همه چیز را به زمین می‌اندازد.
بنابراین، موشکی که فقط برای شناور شدن در بالای سکوی پرتاب بدون بالا آمدن در هر ثانیه باید سوخت کافی بسوزونه تا به آن شتاب 9.8 متر بر ثانیه^2 بده - فقط برای شکستن حتی با شتاب زمین. این همه سوخت هدر رفته ای است که به شتاب دادن به موشک یا بلند کردن آن کمک نمی کند، فقط از سقوط آن جلوگیری می کند.
قابل درکه که ما می خواهیم این اتلاف را به حداقل برسونیم - و تنها راه برای انجام این کار این است که زمان بین پرتاب و لحظه رسیدن به سرعت مداری را به حداقل برسونیمکه در آن کشش گرانشی به صفر می رسد.
مسیر پرتاب تعادلیه بین شتاب افقی که دقیقاً در خدمت اونه و عمودی، که با بالا بردن موشک به اتمسفر نازک‌تر و در نهایت خارج شدن کامل از آن، کشش اتمسفر را کاهش میده. بنابراین رانش بین عامل افقی (کاهش پسای گرانشی) و عمودی (کاهش پسای اتمسفر) تقسیم می شود. به همین دلیل است که موشک کج می‌شود تا فوراً سرعت افقی را به دست آورد، و این شیب با ضعیف‌تر شدن نیروی پساب جوی افزایش می‌یابد - هر چه سرعت افقی بیشتر باشد، کشش گرانشی نیز کمتر می‌شود.
بهینه‌سازی یعنی که اگر مسیری نامناسب داشته باشیم میتونیم با مصرف سوخت کمتری به مدار برسیم (مثلاً پرتاب به‌صورت عمودی به سمت بالا، و فقط بعداً شروع به شتاب افقی می‌کنیم، در حالی که کشش گرانشی برای ما هزینه زیادی در سوخت دارد)، و البته - در عوض با سوزاندن سوخت کمتر، فقط بار محموله را افزایش می‌دهیم - موشکی که در مسیر بهینه پرواز می‌کنه می‌تواند محموله بزرگ‌تری نسبت به موشکی با همان مقدار سوخت که به‌طور بهینه پرواز نمی‌کنه، حمل کنه
در مورد شاتل های فضایی، مانور شیبRoll Program. به این دلیله که مانور شیب شاتل به سمت راست با غلتیدن آن به موقعیت شاتل پایین مخزن و تقویت کننده ها در بالا مرتبطه. این رول به دلیل ساختاری و سایر الزامات فنی ضروری بود - این یک ویژگی عجیب در ساخت شاتل فضایی، شکل نامنظم، استفاده از بال‌های آن و غیره بود. در اکثر وسایل نقلیه پرتابه ای به آن نیازی نیست.
حتی در شاتل نیز دقیقاً ضروری نبود - توسط سکوی پرتاب اجراشده زیرا چرخاندن شاتل روی زمین، برای پرتاب در جهت رول مناسب بسیار دشواره - بنابراین فقط پس از پرتاب انجام شد. امابخش رول از برنامه رول صرفاً یک ویژگی فنی از این ساختار خاص بود.
تصویر

ارسال پست