卫星为什么能绕着地球转动?地球同步卫星是如何与地球转动同步?

试一下 , 在绳子的一端拴上一个小球 , 手拿绳子的另一端 , 将绳子在头顶甩动起来 , 小球就绕着你转动起来 。发射卫星是尖端技术 , 但卫星能绕着地球飞行道理并不复杂 , 与甩动绳子拉着小球转动一样 , 将卫星发射出去以后 , 地球与卫星之间有一条无形的绳子(地球的引力) , 拉着卫星绕地球转动 。


卫星为什么能绕着地球转动?地球同步卫星是如何与地球转动同步?

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地球同步卫星 , 就是在地球上看位置不变 , 只能绕着地轴转动 , 并且与地球角速度一样 。因为卫星转动的向心力就是地球引力 , 所以 , 同步卫星只能在赤道上空 。


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根据万有引力定律F=Gom1m2/r2 , 将有关数据代入可算出卫星到地心的距离r=42255km , 地球半径为6378km , 所以 , 通常说同步卫星定点在地球赤道上空大约36万千米的上空 。


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其他网友观点

①卫星经发送火箭加速、调整后 , 将卫星送到预定轨道 , 卫星依靠惯性绕地球转动 。


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【卫星为什么能绕着地球转动?地球同步卫星是如何与地球转动同步?】卫星发射一级火箭点火


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卫星发射过程中各级火箭点火点

②关于地球同步卫星如何与地球同步 , 我们先看一个假设 , 如果赤道上有一座高楼、或者有一座电视塔 , 那么它们的每一楼层或每一电视塔层所承受的正压力、重力与下一层对它的支撑力 , 都是大小相等 , 方向相反 , 相互抵消 , 合力为0 , 因此每一层都不会做上下移动 。同时 , 由于它们各层都以相同的角速度绕地球旋转 , 因此它们各层都与地球同步转动 。

同样道理 , 位于地球赤道上空的地球同步卫星 , 在忽略太阳给它的光压和及其稀薄的太空气体对它的阻碍的情况下 , 靠惯性绕地球旋转 。由于它自身绕地心做圆周运动的离心力 , 与地球对它的吸引力大小相等 , 方向相反 , 相互抵消 , 合力为0 , 因此它即不会再远离地球 , 也不会落向地球 。又由于地球同步卫星预设和达到的绕地心旋转的角速度 , 等于地球做自转运动的角速度 , 因此地球同步卫星与地球同步转动 。


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地球同步卫星

地球同步卫星(与地球同步)轨道

③如果要问 , 地球同步卫星的线速度是多少 , 你只要拿它的角速度乘以它的高度3万6千公里就行了 。至于旋转运动的圆周长度(一昼夜运行的路程) , 只需要用2π乘以旋转半径3万6千公里就得出来了 , 即每天2π x 36000km 。

其他网友观点

卫星发射时一定的速度射入预定轨道以后 , 运行的速度会根据地球的转速同步 , 地球的引力和卫星离心力相抵消 。这都是提前计算好的 。就像初中物理讲的相对运动 。同步卫星和地球之间可以看做相对静止 。当然位置不可能完全不会变 , 所以同步卫星上会有电脑控制卫星的速度和角度 , 微调来配合地球自转 。太空中失重 , 且运动的阻力几乎为0 , 轨道上的运动的物体可以一直保持运动下去 。

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