Vận tốc vũ trụ cấp I (7,9km/s) là vận tốc nhỏ nhất để các con tàu vũ trụ có thể bay quanh Trái đất. Sau khi phóng 160s con tàu đạt được vận tốc trên, gia tốc của tàu là :
Tốc độ vũ trụ cấp I (8 km/s) là tốc độ nhỏ nhất để các con tàu vũ trụ có thể bay quanh Trái Đất. Coi gia tốc của tên lửa phóng tàu là không đổi, để sau khi phóng 160s con tàu đạt được tốc độ như trên thì tên lửa phóng tàu vũ trụ phải có gia tốc bằng
ta có
\(v_t=v_0+at\Rightarrow a=\dfrac{v_t-v_0}{t}=50\left(m/s^2\right)\)
Tốc độ vũ trụ cấp I ( 7,9 km / s ) là tốc độ nhỏ nhất để các con tàu vũ trụ có thể bay quanh Trái Đất . Hãy tính xem tên lửa phóng tàu vũ trụ phải có gia tốc bằng bao nhiêu để sau khi phóng 160s , con tàu đạt được tốc độ trên ? Coi gia tốc của tên lửa là không đổi.
Áp dụng công thức : a = \(\frac{v-v_0}{\triangle t}=\frac{7,9.10^3-0}{160}\) = 49,38 m / s2
Vậy gia tốc của tên lửa phóng tàu vũ trụ là : a = 49,38 m / s2
Tốc độ vũ trụ cấp I (7,9 km/s) là tốc độ nhỏ nhất để các con tàu vũ trụ có thể bay quanh Trái Đất. Coi gia tốc của tên lửa phóng tàu là không đổi, để sau khi phóng 160 s con tàu đạt được tốc độ như trên thì tên lửa phóng tàu vũ trụ phải có gia tốc bằng
A. 10 m / s 2
B. 49 , 4 m / s 2
C. 55 m / s 2
D. 5 m / s 2
Chọn đáp án B
+ Gia tốc của tàu vũ trụ: a = v t − v 0 Δ t = 49 , 4 m / s 2
Hành tinh giống trái đất của chúng ta cách Trái Đất gần nhất 4,2 năm ánh sáng. Hãy tính thời gian để 1 con tàu vũ trụ xuất phát từ trái đất đến được hành tinh đó. Biết vận tốc tàu vũ trụ hiện nay là 1km/s và tàu chuyển động đều, vận tốc ánh sáng là 300 000m/s.
Độ dài quãng đường: s=v.t=300000. 60.60.24.365.4,2=3,31128.10^13(m)=3,31128.10^10(km)
Thời gian tàu đi: t'=\(\frac{s}{v'}\)=3,31128.10^10(s)=1050( năm)
VÌ SAO PHÓNG TÀU VŨ TRỤ PHẢI DÙNG TÊN LỬA NHIỀU TẦNG ?
Chỉ khi đạt được tốc độ bay 7,9 km/s thì vệ tinh nhân tạo hay tàu vũ trụ mới không rơi trở lại mặt đất. Các con tàu lên Mặt Trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác thì tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc này.
Muốn làm cho một vật thể chuyển động với tốc độ 7,9 km/s để thoát khỏi sức hút của Trái Đất, đòi hỏi phải dùng một năng lượng lớn. Một vật nặng 1g muốn thoát khỏi Trái Đất sẽ cần một năng lượng tương đương điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn điện 40W trong 1 giờ.
Mặt khác, tên lửa bay được là nhờ chất khisphutj ra phía sau tạo nên phản lực. Khí phụt ra càng mạnh, tên lửa bay càng nhanh. Muốn đạt được tốc độ bay rất lớn, ngoài tốc độ phụt khí rất cao, còn phải mang theo rất nhiều nhiên liệu. Nếu tốc độ phụt khí là 4.000 m/s, để đạt được tốc độ thoát ly là 11,2 km/s thì tên lửa phải chứa một số nhiên liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng bản thân.
Các nhà khoa học đã cố gắng giải quyết vấn đề này một cach thỏa đáng. Làm sao để trong quá trình bay, cùng với sự tiêu hao nhiên liệu sẽ vứt bỏ được những bộ phận không cần thiết nữa, giảm nhẹ trọng lượng đang tiếp tục quá trình bay, nâng cao tốc độ bay. Đó chính là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Hiện nay phóng vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ vào không gian đều sử dụng loại tên lửa này.
Tên lửa nhiều tầng có ít nhất hai tên lửa trở lên, lắp liên tiếp nhau. Khi nhiên liệu ở tên lửa dưới cùng hết, nó tự động tách ra và tên lửa thứ hai lập tức được phát động. Khi tên lửa thứ hai dùng hết nhiên liệu, nó cũng tự động tách ra và tên lửa thứ ba tiếp đó được phát động... cứ như vậy sẽ làm cho vệ tinh hoặc tàu vũ trụ đặt ở tầng trên cùng đạt được tốc độ từ 7,9km/s trở lên để bay quanh Trái Đất hoặc thoát khỏi Trái Đất.
Dùng tên lửa nhiều tầng tuy có thể giải quyết vấn đề bay trong vũ trụ nhưng tiêu hao nhiên liệu rất lớn. Giả sử chúng ta dùng tên lửa 4 tầng để đưa tàu vào không gian, tốc độ phụt khí của mỗi tầng này là 2,5km/s, tỉ lệ giữa trọng lượng nhiên liệu và vỏ là 4/1, như vậy muốn cho một con tàu nặng 30kg ở tầng cuối đạt được tốc độ 12km/s thì trọng lượng toàn bộ tên lửa và nhiên liệu khi bắt đầu phóng phải tới trên 1.000 tấn.
Ngày nay, các tàu không gian còn có thể được nâng lên bởi các tên lửa đẩy gắn ở bên sườn. Chẳng hạn thế hệ tàu Ariane 5.
tàu vũ trụ có vận tốc hành trình là mach 12-15. tàu vũ trụ phóng ra ko gian cần tên lửa đa tầng phóng theo từng giai đoạn thì sẽ bay với một tốc độ khủng khi ra ko gian và đích cuối là vệ tinh tách khỏi tên lủa đẩy
chỉ còn cách tạo ra một gia tốc lớn hơn cho vệ tinh
VÌ SAO PHÓNG TÀU VŨ TRỤ PHẢI DÙNG TÊN LỬA NHIỀU TẦNG ?
Chỉ khi đạt được tốc độ bay 7,9 km/s thì vệ tinh nhân tạo hay tàu vũ trụ mới không rơi trở lại mặt đất. Các con tàu lên Mặt Trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác thì tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc này.
Muốn làm cho một vật thể chuyển động với tốc độ 7,9 km/s để thoát khỏi sức hút của Trái Đất, đòi hỏi phải dùng một năng lượng lớn. Một vật nặng 1g muốn thoát khỏi Trái Đất sẽ cần một năng lượng tương đương điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn điện 40W trong 1 giờ.
Mặt khác, tên lửa bay được là nhờ chất khisphutj ra phía sau tạo nên phản lực. Khí phụt ra càng mạnh, tên lửa bay càng nhanh. Muốn đạt được tốc độ bay rất lớn, ngoài tốc độ phụt khí rất cao, còn phải mang theo rất nhiều nhiên liệu. Nếu tốc độ phụt khí là 4.000 m/s, để đạt được tốc độ thoát ly là 11,2 km/s thì tên lửa phải chứa một số nhiên liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng bản thân.
Các nhà khoa học đã cố gắng giải quyết vấn đề này một cach thỏa đáng. Làm sao để trong quá trình bay, cùng với sự tiêu hao nhiên liệu sẽ vứt bỏ được những bộ phận không cần thiết nữa, giảm nhẹ trọng lượng đang tiếp tục quá trình bay, nâng cao tốc độ bay. Đó chính là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Hiện nay phóng vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ vào không gian đều sử dụng loại tên lửa này.
Tên lửa nhiều tầng có ít nhất hai tên lửa trở lên, lắp liên tiếp nhau. Khi nhiên liệu ở tên lửa dưới cùng hết, nó tự động tách ra và tên lửa thứ hai lập tức được phát động. Khi tên lửa thứ hai dùng hết nhiên liệu, nó cũng tự động tách ra và tên lửa thứ ba tiếp đó được phát động... cứ như vậy sẽ làm cho vệ tinh hoặc tàu vũ trụ đặt ở tầng trên cùng đạt được tốc độ từ 7,9km/s trở lên để bay quanh Trái Đất hoặc thoát khỏi Trái Đất.
Dùng tên lửa nhiều tầng tuy có thể giải quyết vấn đề bay trong vũ trụ nhưng tiêu hao nhiên liệu rất lớn. Giả sử chúng ta dùng tên lửa 4 tầng để đưa tàu vào không gian, tốc độ phụt khí của mỗi tầng này là 2,5km/s, tỉ lệ giữa trọng lượng nhiên liệu và vỏ là 4/1, như vậy muốn cho một con tàu nặng 30kg ở tầng cuối đạt được tốc độ 12km/s thì trọng lượng toàn bộ tên lửa và nhiên liệu khi bắt đầu phóng phải tới trên 1.000 tấn.
Ngày nay, các tàu không gian còn có thể được nâng lên bởi các tên lửa đẩy gắn ở bên sườn. Chẳng hạn thế hệ tàu Ariane 5.
Một con tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh trái đất mỗi vòng hết 2 giờ. Con tàu bay ở độ cao h = 400 km cách mặt đất, bán kính trái đất 6400 km. Tốc độ của con tàu gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 1890 m/s.
B. 4320 m/s.
C. 6820 m/s.
D. 5930 m/s.
Chọn đáp án D
Bán kính chuyển động của tàu là t, với
ℓ = R + h = 400 + 6400 = 6800 km
Chu kì chuyển động tròn đều của tàu vũ trụ là: T = 7200 s
Tốc độ góc:
Tốc độ dài: m/s
Một con tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh trái đất mỗi vòng hết 2 giờ. Con tàu bay ở độ cao 400 km cách mặt đất, bán kính trái đất 6400 km. Tốc độ của con tàu gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 1890 m/s.
B. 4320 m/s.
C. 6820 m/s.
D. 5930 m/s.
Chọn D.
Chu kỳ quay: T = 2 giờ = 7200 s
Tốc độ góc: 2 π T = π 3600 rad/s
Tốc độ của con tàu: v = ω.R = π 3600 (400000 + 6400000) = 5934 m/s.
Một con tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh trái đất mỗi vòng hết 2 giờ. Con tàu bay ở độ cao 400 km cách mặt đất, bán kính trái đất 6400 km. Tốc độ của con tàu gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 1890 m/s
B. 4320 m/s
C. 6820 m/s
D. 5934 m/s
Chọn D.
Chu kỳ quay: T = 2 giờ = 7200 s