橢圓形軌道
假設你登上華山的東峰,站在朝陽臺上,將一塊石頭水平拋出,會看到它迅速的朝山下墜去,你也許看到它砸在了峰下的某個地方,這時如果你再用力拋出另一塊差不多大的石頭,如果你還能看到它在山下的落點,那這次的落點一定是比剛才的落點遠一些,因為你用了更大的力.
這基于一個事實,地心引力對物體產生向下的拉力,拉力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化.拉力產生的向下速度相同,因此兩塊石頭從山上到山下的時間也一樣.但用的力不同,石頭在水平方向運動的速度也就不同,那么相同時間內,它們在水平方向的運動距離必然不同.
再看另一個事實,地球是圓的.在物體下落運動的距離中,地球表面也向下彎曲,那么實際的落點要比在水平面上的落點要遠.如果可以讓物體的速度足夠大,在它朝地面下落1米時,地表亦向下彎曲了1米,它與地表的高度沒有變化,這樣它就永遠不會落地,產生了與地球表面同心的圓形軌道.
保持軌道運動的能力取決于沿地表曲線向前運動的速度,該速度必須保證物體不至于落地才行.由于高度較高的物體比高度較低的物體受到的重力影響要小,因此高度增加時,保證圓形軌道的速度可以降低一些.
如果讓物體獲得更大速度,在下落1米的時間內,向前運動的距離足以達到地表向下彎曲了2米的地方,這樣物體到地表的距離實際上增大了,即高度增加.繼續(xù)運動則高度不斷增加,但由于重力的作用,使上行的物體逐漸慢下來,繞地球半周后,高度最大.接下來物體與地球的高度開始減小,并繼續(xù)繞地球運動.最后,球又回到原來的位置,恢復原有速度,又開始了一次原來的運動,這樣就形成了橢圓軌道.
對橢圓軌道的理解符合我們一般的認識,可以想一想如果你朝空中扔一個石塊,它在爬升時開始慢下來,在爬升到最高點時速度最慢,然后它沖向地面速度又開始回升.
橢圓軌道的速度
偏心率值近地點速度
0(圓形)軌道中各點速度相等
0.1遠地點速度的122%圓形的105%
0.3遠地點速度的186%圓形的114%
0.5遠地點速度的300%圓形的122%
0.7遠地點速度的567%圓形的130%
0.9遠地點速度的1900%圓形的138%
偏心率用來測量橢圓的形狀,偏心率越大,橢圓就越扁.橢圓的偏心率在0-1之間,用焦點間距離除以長軸的長度可以算出偏心率.