Termini
Eksāmena indikatori
Videolekcijas
Par mums
Rokasgrāmata
Fizika I
×
Koordināta, ātruma vektors un ātruma vektora modulis
Ātrums un atskaites sistēmas
Kustības datu vizualizēšana un interpretēšana
Momentānais ātrums: ātruma vektors un tā modulis
Kustības vienādojumu izvedums
Proporciju lietošana kustības aprakstā
Horizontāls sviediens
Spēki. Ievads (1. daļa)
Spēki. Ievads (2. daļa)
Otrā Ņūtona likuma lietojums aprēķinos
Sistēmas un objekti
Kontaktspēki fizikā
Pirmais Ņūtona likums
Kas krīt ātrāk – ķieģelis vai spalva?
Masa un inerce
Trešais Ņūtona likums
Vairāk par trešo Ņūtona likumu
Spēku sadalīšana komponentēs
Otrais Ņūtona likums
Vairāk par otro Ņūtona likumu
Vektoru vizualizācija divās dimensijās
Četras fundamentālās mijiedarbības
Masa kā inertuma mērs vai gravitācijas mijiedarbības mērs
Starptautiskās kosmiskās stacijas orbitālais ātrums
Masas ietekme uz orbitālo ātrumu
Darbs un enerģijas izmaiņa
Darba un enerģijas izmaiņas lietojums aprēķinos
Konservatīvie spēki
Enerģijas nezūdamības likums
Ķermeņa impulss
Spēka atkarības no laika grafiskais attēlojums
Viļņi. Ievads
Periodisku viļņu īpašības
Diega svārsta periods
Atsperes svārsta svārstību amplitūda un periods
Atsperes svārsta svārstību periodu ietekmējošie lielumi
Skaņas ātrums
Starptautiskās kosmiskās stacijas orbitālais ātrums
Apskatīt video Khan Academy platformā:
Space station speed in orbit
⛶
Transkripts:
LV
EN
Rādīt subtitrus:
00:00
Tagad, kad mēs zinām paātrinājuma moduli,
00:03
ko izraisa gravitācija 400 kilometru augstumā virs Zemes virsmas,
00:07
kur varētu atrasties kosmosa stacija,
00:09
šajā video es gribu padomāt, cik ātri
00:12
kosmosa stacijai ir jākustas, lai tā nepārtraukti kristu garām
00:16
Zemei, tai krītot, jeb, citiem vārdiem sakot,
00:18
lai noturētos orbītā, lai
00:20
saglabātu savu kustību pa riņķa līniju ap Zemi.
00:24
No tā, ko esam mācījušies par kustību pa riņķa līniju,
00:28
mēs zinām, ka kustību pa riņķa līniju nodrošina, pieņemot,
00:31
ka ātrums ir nemainīgs, kāds
00:33
centrtieces paātrinājums.
00:35
Un šis centrtieces paātrinājums
00:36
ir gravitācijas izraisītais paātrinājums.
00:39
Un mēs aprēķinājām, cik liels tas ir 400 kilometru augstumā.
00:42
Un mēs zinām, ka šis centrtieces paātrinājums... ļaujiet,
00:45
man to uzrakstīt rozā krāsā... mēs zinām,
00:46
ka šī centrtieces paātrinājuma modulis
00:49
ir vienāds ar ātrumu jeb ātruma vektora moduli
00:53
kvadrātā, dalītu ar... dalītu ar r, kur
00:58
r ir riņķveida trajektorijas rādiuss.
01:01
Šajā gadījumā tas būtu rādiuss
01:03
orbītas rādiuss, kas būtu Zemes rādiuss
01:05
plus augstums.
01:07
To, kā jau aprēķinājām citā video,
01:09
ir 6771 kilometrs.
01:14
Izteiksim no šī vienādojuma v, un tad
01:16
varēsim ievadīt skaitļus kalkulatoros.
01:18
Abas puses reizinām ar r un apmainām tās vietām.
01:21
Iegūstam v kvadrātā ir vienāds ar paātrinājuma moduli,
01:24
reizinātu ar rādiusu.
01:26
Mūsu ātruma vektora modulis jeb ātrums
01:29
ir vienāds ar kvadrātsakni no mūsu paātrinājuma, reizināta...
01:33
jeb mūsu paātrinājuma moduļa...
01:35
reizināta ar rādiusu.
01:37
Un tagad paņemsim kalkulatoru,
01:38
un varat pārbaudīt, vai mērvienības sakrīt.
01:40
Tie ir metri sekundē kvadrātā, reizināti ar metriem, kas
01:43
dod mums metrus kvadrātā sekundē kvadrātā.
01:45
Izvelkot no tā kvadrātsakni, jūs
01:46
iegūstat metrus sekundē, kas ir pareizās mērvienības.
01:49
Bet paņemsim kalkulatoru un tiešām to aprēķināsim.
01:52
Paskatīsimies.
01:52
Mans kalkulators ir uz otra ekrāna.
01:55
Nu re.
01:56
Un tad mēs gribam aprēķināt kvadrātsakni
02:01
no gravitācijas paātrinājuma šajā augstumā,
02:06
paātrinājuma modulis,
02:07
kas šajā augstumā ir 8,69 metri
02:12
sekundē kvadrātā, reizināts ar mūsu riņķveida trajektorijas rādiusu.
02:17
Tas būs Zemes rādiuss, kas
02:19
ir 6371 kilometrs, plus 400 kilometru augstums,
02:24
kas mums ir šajā gadījumā.
02:27
Tas mums dod 6... un mēs to darījām kādā citā video...
02:29
6,771 reiz 10 sestajā pakāpē metru.
02:35
Un ir svarīgi, ka viss šeit ir metros.
02:38
Mūsu paātrinājums ir metros sekundē kvadrātā.
02:41
Šis lielums šeit ir metros.
02:42
Mērvienības nesagādā nekādus pārsteigumus.
02:45
Un tagad sagaidām ar bungu rīboņu, cik ātri...
02:47
un tas būs metros sekundē.
02:49
Mēs jau pārdomājām, kā sanāk ar mērvienībām.
02:51
Mēs iegūstam 7670... es varētu teikt 71.
02:56
Bet vispār es palikšu pie
02:57
trim zīmīgajiem cipariem.
02:59
7670 metriem sekundē.
03:04
Ļaujiet man to pierakstīt.
03:05
Nepieciešamais ātrums, lai noturētos orbītā,
03:08
ir 7670 metri sekundē.
03:13
Mēģināsim to uz mirkli aptvert.
03:15
Katru sekundi tā veic vairāk nekā 7000 metru.
03:19
Jeb katru sekundi tā veic vairāk nekā 7 kilometrus.
03:23
Katru sekundi.
03:24
Tā pārvietojas ar šādu super... ja pieņemam, ka tas ir virziens,
03:27
kurā tā pārvietojas, tā kustas ar šo super, superātro ātrumu.
03:30
Un, ja mēs gribam to pārvērst kilometros stundā,
03:35
jūs vienkārši ņemat 7670 metrus sekundē.
03:39
Ja gribat zināt, cik metru tā
03:40
veiks stundas laikā, jūs vienkārši sakāt,
03:42
nu, stundā ir 3600 sekundes.
03:47
Un, ja jūs to sareizināt, tas
03:48
ir metru skaits, ko tā veiks stundas laikā.
03:50
Bet, ja jūs gribat to kilometros,
03:52
jūs vienkārši dalāt ar 1000.
03:53
Jums ir 1 kilometrs uz katriem 1000 metriem.
03:58
Metri saīsināsies.
04:00
Sekundes saīsināsies.
04:01
Un jums paliek kilometri stundā.
04:04
Izdarīsim to.
04:06
Tā bija mūsu iepriekšējā atbilde.
04:08
Mēs reizinām ar 3600 un tad dalām ar 1000.
04:15
Mēs tiešām varējām vienkārši reizināt ar 3,6.
04:17
Un tad mēs iegūstam 27 000, aptuveni 27 600 kilometrus stundā.
04:26
Tas ir patiešām neaptverams ātrums.
04:29
Un jums varētu rasties jautājums, kā tik liels objekts uztur
04:32
šādu ātrumu, jo pat reaktīvajai lidmašīnai, kas nebūt nav
04:36
tik ātra, ir nepieciešami šie milzīgie dzinēji, lai uzturētu
04:39
savu ātrumu.
04:41
Kā šis objekts to uztur?
04:43
Un atšķirība starp šo objektu un reaktīvo lidmašīnu
04:45
ir tāda, ka reaktīvā lidmašīna vai automašīna, vai, ja es metu bumbu, vai jebkas cits,
04:50
tam līdzīgs... bet reaktīvā lidmašīna...
04:52
Koncentrēsimies uz reaktīvo lidmašīnu, lai mums nav
04:54
jāuztraucas par citām lietām.
04:55
Reaktīvajai lidmašīnai ir jāpārvietojas caur gaisu.
04:58
Tai ir jāpārvietojas caur gaisu.
05:00
Un, vispār, tā izmanto gaisu kā sava veida dzinējspēku.
05:03
Tā iesūc gaisu un tad ļoti ātri to izpūš ārā.
05:06
Bet tai ir visa šī gaisa pretestība.
05:08
Ja dzinēji vienkārši izslēgtos,
05:10
viss gaiss sadurtos ar lidmašīnu
05:15
un būtībā radītu berzi, lai lidmašīnu bremzētu.
05:19
Kosmosa stacijai, kosmosa kuģim vai kam citam
05:21
kosmosā ir tā priekšrocība, ka tas
05:24
pārvietojas gandrīz pilnīgā vakuumā.
05:27
Ne 100% pilnīgā vakuumā, bet gandrīz pilnīgā vakuumā.
05:31
Tam gandrīz nav gaisa pretestības,
05:34
nenozīmīga gaisa pretestība, ar kuru būtu jārēķinās.
05:37
No Ņūtona likumiem mēs zinām, ka kustībā esošs ķermenis
05:41
tiecas palikt kustībā.
05:42
Tiklīdz šis objekts ir sācis kustēties, tam
05:44
nav gaisa, kas to bremzētu.
05:46
Tas saglabās šo ātrumu.
05:49
Patiesībā, ja tam nebūtu gravitācijas,
05:52
kas rada šo centrtieces paātrinājumu
05:56
tieši šeit, tas vienkārši kustētos pa taisnu līniju.
05:58
Tas kustētos pa taisnu līniju mūžīgi mūžos.
06:01
Un tas liek aizdomāties par interesantu lietu.
06:03
Jo, ja jūs atrodaties šādā orbītā,
06:05
kustoties ar šo ļoti, ļoti, ļoti lielo ātrumu,
06:08
jums ir jāpārliecinās, ka jūsu ātrums nemainās
06:11
pārāk daudz.
06:11
Ja jūs samazināsiet ātrumu, jūs lēnām pa spirāli tuvosieties Zemei.
06:17
Un, ja jūs paātrināsieties daudz virs šī ātruma,
06:19
jūs lēnām pa spirāli attālināsieties no Zemes.
06:24
Jo tad ar gravitācijas radīto centrtieces paātrinājumu
06:27
nepietiks, lai noturētu jūs ideālā riņķveida trajektorijā.
06:30
Jums tiešām ir jāturas diezgan tuvu šim ātrumam,
06:34
tieši šim.
centrtieces paātrinājums
(centripetal acceleration)
gravitācijas spēks
(gravitational force)
kosmiskais ātrums
(cosmic velocity (e.g. orbital speed))