人造衛星的座標系並非慣性座標系，在使用牛頓定律分析時必須先轉化為慣性座標系。所謂慣性狀況的最基本條件就是不含有加速度，因此得先把

来源: 于 2011-03-24 17:47:30 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读：次
人造衛星為何會掉落？
1:jeremy0925 (大學)張貼:2006-01-02 16:28:14:地點 台灣台北

前有網友提過此問題，但筆者沒弄懂的是

人造衛星以接近7907m/sec速度打上軌道後，因離心力和重力相抵，而使其繞著地球做圓週

運動。那這樣送上軌道後要維持這樣的運動，就不需要再加之能量？如果不需要，那為何

人造衛星還會掉下來，有什麼力在作用呢？

 

觀念不清的寫法，請大師們多包涵
2:SIN榮譽點數3點 (大學理工科系)張貼:2006-01-03 15:32:56:地點 台灣台北 [回應上一篇]

這個的問題,可以連結到我們所處的這銀河系的行星間引力等很多因素

如果簡單點就用地球和月球比喻好了

 

(畫的看不懂的話還請見諒)

首先,藍色的就是地球

黃色且黑軌道的就是月球

灰色且灰軌道的就是衛星
(雖然不是所有衛星的這麼飛,但其實差不了多少)

首先,雖然因為衛星本身以7907m/sec的速度而不受地球重力吸引

但是月球的重力吸引卻會對衛星軌道和它的飛行速度造成干擾

比如說:當衛星由上飛到下方的時候,這時月球正好到達它軌道行進的方向

這時候衛星就會受到吸引而減速或加速

又如果衛星飛的時候,旁邊就是月球

那就會受到吸引,軌道就會自然的偏向了

這就是一般的答案

 

題外話:

基本上,衛星在製作的時候,也有考量到這點

而在它的內部裝設了軌道電腦和高壓氣瓶

在衛星因如上面的作用力而變速或偏離

那電腦就會釋出高壓氣體來調回正常狀態

另外,一般我們所說的[衛星使用期限]

基本上是用高壓氣瓶的含量來計算的

在高壓氣瓶用完的時候,就是我們所說的壽命已盡

這時候就會讓它自行漂流去了

(為何不由太空梭載高壓鋼瓶上去?太空梭升空個一次就好幾百萬US了)

(那幹麻不直接重造一個不就好了?你說是吧)=D
3:傅幽谷榮譽點數1點 (高中)張貼:2006-01-03 23:03:23:地點 台灣台北 [回應上一篇]
Quote:
在 2006-01-03 15:32:56, SIN 寫了:

首先,雖然因為衛星本身以7907m/sec的速度而不受地球重力吸引

 

請問：如果衛星不受地球吸引，為何不會因慣性而沿切線出去？
4:傅幽谷榮譽點數1點 (高中)張貼:2006-01-03 23:07:00:地點 台灣台北 [回應第1篇]
Quote:
在 2006-01-02 16:28:14, jeremy0925 寫了:

人造衛星以接近7907m/sec速度打上軌道後，因離心力和重力相抵，而使其繞著地球做圓週運動。

 

離心力和重力相抵有些人拿來解釋失重。但不能解釋為何人造衛星做圓周運動？
5:SIN榮譽點數3點 (大學理工科系)張貼:2006-01-04 11:03:26:地點 台灣台北 [回應第3篇]
Quote:

請問：如果衛星不受地球吸引，為何不會因慣性而沿切線出去？

 

 

7907m/s這單位基本上可以當成靜止化或著是會移動

靜止化的話,衛星本身停在原處就好,由地球自己轉就會有軌道
(衛星本身只需要滿足離心力=引力=0)

移動型的話,衛星繞地球轉

這種題目用向量W=FS來解說,相信會比較明瞭吧?
6:黃福坤(研究所)張貼:2007-04-23 14:06:33:來自 國立台灣師範大學 [回應上一篇]

進行科學的討論 若是不加以量化分析估計 往往只能在問題的表層爭論

Quote:
人造衛星以接近7907m/sec速度打上軌道

此速度是相對於地球表面？還是相對於哪一個座標系？
以這樣的速度條件下 軌道半徑為何？ （有興趣的網友估算一下）

這樣的半徑是否可能還是有氣體存在？ 這些氣體是否會造成人造衛星能量的損失呢？
7:God of Shuitun~榮譽點數4點 (大學理工科系)張貼:2007-04-25 23:09:57:地點 台灣台中 [回應第5篇]
Quote:
在 2006-01-04 11:03:26, SIN 寫了:
Quote:

請問：如果衛星不受地球吸引，為何不會因慣性而沿切線出去？

 

 

7907m/s這單位基本上可以當成靜止化或著是會移動

靜止化的話,衛星本身停在原處就好,由地球自己轉就會有軌道 (衛星本身只需要滿足離心力=引力=0)

移動型的話,衛星繞地球轉

這種題目用向量W=FS來解說,相信會比較明瞭吧?

 

 

人造衛星的座標系並非慣性座標系，在使用牛頓定律分析時必須先轉化為慣性座標系。所謂慣性狀況的最基本條件就是不含有加速度，因此得先把加速度的因子消除。
假設此處背景重力場為G，則這個座標系的加速度是"G指向地球"(因為繞行地球所需的加速度為G)，那麼可以將加速度等效為場"G指離地球"。開始分析吧！
現在將他轉換為慣性座標系，其合力場為"背景力場"＋"等效力場"＝"G指向地球"＋"G指離地球"＝0，也就是說這個座標系是不含有場的，因此處在這個座標系當然會感受到"失重"。

至於若以地球為觀測基準(地球座標系近似於慣性座標系)，就沒有這個問題了，直接就是讓人造衛星處於重力場"G指向地球"，因此地球上觀測到的人造衛星的確有受力，而這個力就作為人造衛星運行的向心力。至於運行時能量耗損則有可能是大氣摩擦或是日月行星干擾等等，這就得看影響因素的數據來決定了。
8:黃福坤(研究所)張貼:2007-04-25 23:42:24:地點 台灣台北 [回應上一篇]
之前提醒網友 進行定量的估計 而不只是定性的思考
 但是似乎沒有多大效用！ 往往也浪費時間於不必要的討論上！

若萬有引力恰好提供圓周運動所需向心力
則 GMm/R2= m V2/R 因此 R=GM/V2
又GM/Re2=g=9.8 m/s2 , Re約 6471km,V=7907m/s 帶入
得到R 約為 6374km,
因此離地表僅三公里 能夠有如此低飛的衛星嗎？
若是V是相對於地表,則速度將更高. 因此軌道辦竟將更小
有人有興趣算一下 此狀況下軌道為何？然後和地球半徑相比較！thoughtful


9:Hydrogen Dioxide(大學理工科系)張貼:2007-04-28 23:57:25:地點 台灣台北 [回應第1篇]
Quote:
在 2006-01-02 16:28:14, jeremy0925 寫了:

前有網友提過此問題，但筆者沒弄懂的是

人造衛星以接近7907m/sec速度打上軌道後，因離心力和重力相抵，而使其繞著地球做圓週

運動。那這樣送上軌道後要維持這樣的運動，就不需要再加之能量？如果不需要，那為何

人造衛星還會掉下來，有什麼力在作用呢？

 

觀念不清的寫法，請大師們多包涵

 
不會啊 ! 我覺得您似乎跟我一樣謙虛喔! 至少我不會的東西我會去參考國內書籍 而不會談有的沒的~!

 

依據林的力學書, 你要把東西從束縛場(es:重立場)中拔除到自由 要較勁的是兩者間的能量

至於說你的衛星, 則是衛星自己要想辦法和地球 兩者的力道(F)較勁

所以不用考慮能量的問題~

PS: 詳細你最好看一下這本書