lancering voor geostationaire baan

J stelde deze vraag op 19 april 2011 om 23:30.

Ha Mensen,

 

Voor school moet ik bewijzen dat een projectiel in een geostationaire baan (36000000 m) zweeft als hij met snelheid 4400 m/s wordt afgevuurd (weet niet of dit uberhaubt wel juist is, is namenlijk geen 11,2 km/s)

 

Ik ben nu zover dat ik de middelpuntvliedende krachtformule en de gravitatieformule aan elkaar gelijk heb gesteld.

dus:

(mv2)/r = G(m x M)/r2

Ik heb dit nu omgeschreven in:

r = (GM)/v2

Maar daar komt met de volgende gegevens niet 36 000 000 uit.

 

m aarde = 5,97 x 1024 kg

G = 6,67428 x 10-11

v = 4400 m/s (twijvel ik dus over)

 

kan iemand mij hierbij helpen?

 

Gr. Joost

Reacties

Jan op 19 april 2011 om 23:46

Dag J vd B,

De (baan)snelheid voor een geostationaire baan is inderdaad geen 4400 m/s, maar ietsje meer dan 3000 m/s. Dat zou ongeveer de uitkomst van jouw vergelijking zwaartekracht = centripetaalkracht moeten zijn.

Verwar dit niet met de "ontsnappingssnelheid" van 11,2 km/s die voor objecten op aarde geldt, dat is iets heel anders. Dat is de (theoretische) snelheid waarmee we een projectiel vanaf het aardoppervlak moeten afvuren zó dat die zich steeds verder van de aarde zal verwijderen en nóóit terug zal vallen (waarbij we het heelal verder als leeg veronderstellen zodat andere hemellichamen geen zwaai aan ons projectiel geven).

Overigens is die 4400 m/s niet gegeven als baansnelheid, maar als afvuursnelheid. Omhoog naar boven zal de satelliet hoogte-energie winnen en bewegingsenergie (en dus snelheid) verliezen. Een ruwe berekening echter brengt me ook niet in de buurt van een afvuursnelheid van 4400 m/s, waarmee de snelheid van de satelliet al op een hoogte van een grote 500 km tot ca  3000 m/s gedaald zou moeten zijn. (rekenblunders voorbehouden)

Ben je hiermee een stap vooruit?

Groet, Jan

Theo op 20 april 2011 om 00:21

Ook vanuit energie-overwegingen als je recht omhoog schiet dan kun je berekenen (op een zelfde manier als voor de ontsnappingssnelheid) dat

Ekin = 1/2 mv2  bij afvuren. Op het hoogste punt aangekomen is er alleen nog potentiele energie, Epot = m.g.h = m . GM/h2 . h

Deze twee gelijkstellen geeft

1/2 mv2 = m GM/h

h = 2 GM/v2 = 2 .  6,67 . 10-11 .  5,97 . 1024 / 44002 = 41161 km Trekken we daar de straal van de Aarde af (6378 km) dan komen we op 34783 km. In de buurt van 36000 km maar niet helemaal.

Jan op 20 april 2011 om 15:21

Theo de Klerk, 20 apr 2011

Ekin = 1/2 mv2  bij afvuren. Op het hoogste punt aangekomen is er alleen nog potentiele energie, Epot = m.g.h = m . GM/h2 . h

Deze twee gelijkstellen geeft

1/2 mv2 = m GM/h

h = 2 GM/v2 = 2 .  6,67 . 10-11 .  5,97 . 1024 / 44002

En dán hebben we het vervelende probleem dat de satelliet  weliswaar bijna op geostationaire baanhoogte is aanbeland met die afvuursnelheid van 4400 m/s, maar geen beetje snelheid meer overheeft, dus ook niet in een baan kan blijven en dus linearecta terug naar het aardoppervlak duikelt.

Er is dus iets goed mis met die 4400 m/s

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft negenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)