كل الدروس
🛰️

كمية التحرك والمقذوفات

حركة الأقمار الصناعية حول الأرض

يدور القمر الصناعي حول الأرض في مدار شبه دائري، وتقوم قوة الجذب بين الأرض والقمر بدور القوة الجاذبة المركزية اللازمة لاستمرار دورانه.

المفاهيم الأساسية

السرعة المداريةع‌م

م/ث

سرعة القمر الصناعي اللازمة للبقاء في مداره.

نصف قطر المدارنق‌م

م

نق‌م = نق(الأرض) + الارتفاع ف.

الزمن الدوريز‌د

ث

الزمن اللازم لدورة كاملة حول الأرض.

القمر الجيوستاتيكي—

—

قمر زمنه الدوري ٢٤ ساعة فيبدو ثابتاً فوق نقطة من الأرض.

القوانين والمعادلات

شرط الدوران

چ ك‌أ ك ÷ نق‌م² = ك ع‌م² ÷ نق‌م

GMm/r² = mv²/r

قوة الجذب = القوة الجاذبة المركزية.

السرعة المدارية

ع‌م = √(چ ك‌أ ÷ نق‌م)

v = √(GM/r)

تقل كلما ارتفع القمر عن سطح الأرض.

الزمن الدوري

ز‌د = ٢ ط نق‌م ÷ ع‌م

T = 2πr/v

يزداد بزيادة نصف قطر المدار.

العلاقة بسرعة الإفلات

ع‌إ = √٢ × ع‌م

vₑ = √2·v

عند الارتفاع نفسه.

مثال محلول

🧮 قمر صناعي يدور على ارتفاع ٣٫٦ × ١٠⁶ م فوق سطح الأرض (نق = ٦٫٤ × ١٠⁶ م، چ ك‌أ = ٤ × ١٠¹⁴). احسب سرعته المدارية.

١. نق‌م = ٦٫٤ × ١٠⁶ + ٣٫٦ × ١٠⁶ = ١٠⁷ م

٢. ع‌م = √(چ ك‌أ ÷ نق‌م)

٣. ع‌م = √(٤ × ١٠¹⁴ ÷ ١٠⁷) = √(٤ × ١٠⁷)

٤. ع‌م ≈ ٦٣٢٤ م/ث

الإجابة: ≈ ٦٫٣ كم/ث

نصائح ذكية

  • ✦كلما ارتفع القمر الصناعي قلّت سرعته المدارية وزاد زمنه الدوري.
  • ✦السرعة المدارية لا تعتمد على كتلة القمر الصناعي.