Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Energi

Hvorfor er kinetisk energi en konstant for satellit i cirkulær bane?

Den kinetiske energi fra en satellit i en cirkulær bane er ikke konstant. Her er hvorfor:

* tyngdekraft: Satellitten påvirkes konstant af Jordens tyngdekraft, der fungerer på den. Dette arbejde kan ændre satellitens kinetiske energi.

* Energibesparelse: Mens den samlede mekaniske energi (kinetisk + potentiale) er konstant i et konservativt system som en kredsende satellit, kan kinetisk energi svinge. Som satellitten kredserer dens potentielle energi på grund af dens skiftende afstand fra Jorden. Denne ændring i potentiel energi kompenseres af en ændring i kinetisk energi for at holde den samlede energikonstant.

Her er en sammenbrud:

* på det højeste punkt i bane: Satellitten har den mest potentielle energi og den mindst kinetiske energi (den bevæger sig langsommere).

* på det laveste punkt i bane: Satellitten har den mindst potentielle energi og den mest kinetiske energi (den bevæger sig hurtigere).

Så hvorfor betragtes den kinetiske energi ofte konstant i forenklede modeller?

* cirkulære kredsløb: For en perfekt cirkulær bane forbliver satellitens afstand fra Jorden konstant. Derfor ændrer dens potentielle energi ikke, og dens kinetiske energi forbliver konstant.

* forsømmer atmosfærisk træk: I virkeligheden oplever satellitter noget træk fra atmosfæren, som gradvist reducerer deres kinetiske energi og får dem til at spiral ned.

Kortfattet: Den kinetiske energi fra en satellit i en cirkulær bane er kun virkelig konstant i idealiserede scenarier uden atmosfærisk træk. I virkeligheden varierer det lidt på grund af den skiftende potentielle energi fra satellitten, som den kredserer.