Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • Katolickie Liceum Ogólnokształcące • ID grupy: 97/11_mf_g2 • Opiekun: Marta Fenrych • Kompetencja: • Matematyczno - fizyczna • Temat projektowy: • Loty kosmiczne • Semestr/rok szkolny: II – 2010/2011

3. Prawo powszechnego ciążenia • Gdy Johannes Kepler odkrył, że planety poruszają się po orbitach eliptycznych, uważał, że na orbicie utrzymuje je niewidoczna konstrukcja. Dopiero angielski uczony Isaac Newton(1643-1727) wykazał, że dzieje się tak za sprawą grawitacji która rządzi ruchem wszystkich ciał we Wszechświecie – czy to będzie jabłko spadające z drzewa, czy Księżyc krążący wokół Ziemi. Udowodnił też, że siła grawitacji maleje wraz z kwadratem odległości. Newton formułował swoje teorie, wykorzystując m.in. obserwacje komety, prowadzone w 1680 roku. • Treść prawa jest następująca: • Każde dwa ciała przyciągają się siłą grawitacji, której wartość jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami.

4. Pierwsza prędkość kosmiczna • Pierwsza prędkość kosmiczna dla jakiejś planety jest równa prędkości jaką musi mieć ciało aby utrzymywać się na orbicie kołowej w odległości od środka planety równej dokładnie promieniowi tej planety. W związku z tym do wzoru na nią trzeba podstawić promień i masę planety, a wtedy dostaniemy szukany wzór na pierwszą prędkość kosmiczną dla dowolnej planety:

5. Satelita geostacjonarny • Satelita geostacjonarny to satelita umieszczony na orbicie geostacjonarnej. Jego obrót wokół Ziemi jest równy okresowi obrotu Ziemi wokół swej osi, dlatego dla obserwatora znajduje się w tym samym miejscu na niebie. • Jego zalety to: • -stabilne warunki retransmisji • -uproszczona konstrukcja anten naziemnych http://astro.zeto.czest.pl

6. II PRĘDKOŚĆ KOSMICZNA • Druga prędkość kosmiczna to prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby opuścił na zawsze dane ciało niebieskie poruszając się dalej ruchem swobodnym, czyli jest to prędkość, jaką trzeba nadać obiektowi na powierzchni tego ciała niebieskiego, aby tor jego ruchu stał się parabolą lub hiperbolą . Obliczamy ją porównując energię obiektu znajdującego się na powierzchni oraz w nieskończoności. Energia w nieskończoności równa jest 0 (zarówno kinetyczna, jak i potencjalna pola grawitacyjnego), zatem na powierzchni sumaryczna energia też musi się równać 0. Wzór ogólny drugiej prędkości kosmicznej to: • Dla Ziemi II prędkość kosmiczna przyjmuje wartość: • Otrzymana stąd wartość nie oznacza, że nie można oddalić się od Ziemi na dowolną odległość z mniejszą prędkością. Jeżeli w dalszym ciągu pominiemy obecność innych ciał niebieskich, to działając siłą równoważącą ciężar unoszonego ciała można je podnieść dowolnie wysoko, ale po zaniknięciu siły ciało spadnie z powrotem na powierzchnię Ziemi. Jeżeli uwzględnimy istnienie innych ciał np. Księżyca, to możliwe jest dowolnie powolne przemieszczanie się w jego kierunku aż do momentu, gdy siła grawitacyjnego przyciągania Księżyca stanie się większa od tej siły powodowanej oddziaływaniem Ziemi. Czynności te jednak wymagają stałego działania siły w trakcie podnoszenia.

7. Przyspieszenie grawitacyjne • Przyspieszenie grawitacyjne to przyspieszenie ciał wynikające z przyciągania grawitacyjnego. W sytuacji statycznej, przyspieszenie grawitacyjne odpowiada za mierzony ciężar.

8. Układ Słoneczny

9. III Prawo Keplera Stosunek kwadratu okresu obiegu planety wokół Słońca do sześcianu wielkiej półosi jej orbity (czyli średniej odległości od Słońca) jest stały dla wszystkich planet w Układzie Słonecznym. www.ruch-planet.blogspot.com

10. Oblicz masę Ziemi na podstawie ruchu Księżyca.

11. Przeciążenie • Przeciążenie to stan, w jakim znajduje się ciało poddane działaniu sił zewnętrznych innych, niż siła grawitacji, których wypadkowa powoduje przyspieszenie inne niż wynikające z siły grawitacji. Przyjęto wyrażać przeciążenie jako krotność standardowego przyspieszenia ziemskiego. Tak zdefiniowane przeciążenie jest wektorem, mającym kierunek i zwrot. • Wyróżniamy kilka rodzajów przeciążenia: • Gz+ siły działają w dół na sylwetkę stojącego człowieka, od głowy do stóp (np. ruszająca winda w górę) • Gx+ siły działają wzdłuż sylwetki stojącego człowieka, od klatki piersiowej do pleców (np. przyspieszanie auta) • Gz- siły działają w górę na sylwetkę stojącego człowieka, od stóp do głowy (np. ruszająca winda w dół) • Gx- siły działają wzdłuż sylwetki stojącego człowieka, od pleców do klatki piersiowej (np. hamowanie auta) • Z uwagi na położenie delikatnie ukrwionych organów (mózg, gałki oczne) kierunek przyspieszenia powoduje odpowiednio napływ lub odpływ krwi powodując zmianę jej ciśnienia w tych narządach.W przypadku napływu krwi i wzrostu jej ciśnienia silnie wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia wylewów do mózgu zagrażających zdrowiu i życiu lub do gałek ocznych zagrażających częściową lub trwałą ślepotą. Z tego też powodu organizm człowieka dużo lepiej znosi przeciążenia dodatnie niż ujemne.

12. Niedociążenie • Jest to pozorne zmniejszanie się ciężaru ciała gdy działają na nie siły bezwładności w nieinercjalcalnym układzie odniesienia. Podczas tego zjawiska siła bezwładności jest przeciwnie zwrócona do siły grawitacji, a powodujące ją przyspieszenie musi być mniejsze od przyspieszenia ziemskiego. Niedociążenie= g-aMoże ono wynosić od 0 do 1g, ale nie może przyjmować wartości 0 i 1. Niedociążenie występuje m.in. w hamującej lub spadającej windzie Długie przebywanie w stanie niedociążenia może spowodować omdlenia lub problemy ze wzrokiem i równowagą http://pl.wikipedia.org/wiki/niedociazenie

13. Nieważkość • Nieważkość to stan działające na ciało siły zewnętrzne nie wywołują wzajemnych ciśnień a ciśnienie własne są właściwie równe zeru. • Nieważkość występuje przy swobodnym spadaniu ciał, gdy na obiekt działa tylko siła grawitacji. Wpływ stanu nieważkości na żywe organizmy: -wrażenie spadania, -zawroty głowy, -nudności, -trudności w wykonywaniu ruchów, -zakłócenia w układzie krążenia, -odwapnienie kości.

14. Astronomia jest nauką przyrodniczą, która zajmuje się badaniem ciał niebieskich oraz zjawisk, które zachodzą poza atmosferą Ziemi. Astronomia jest jedną z najstarszych nauk. Cywilizacje, takie jak: Babilończycy, Grecy, Chińczycy i Majowie wykonywali metodyczne obserwacje nocnego nieba. Z tych obserwacji wywnioskowano-Ziemia była uważana za centrum wszechświata, a wokół niej krążyć miały: Księżyc, Słońce i planety otoczone sferą gwiazd. Jednakże, wynalezienie teleskopu spowodowało że astronomia była w stanie przekształcić się w nowoczesną naukę. W III wieku p.n.e., Arystarch z Samos posługując się metodą geometryczną wyliczył względne rozmiary i wzajemne odległości Słońca, Ziemi i Księżyca oraz zaproponował heliocentryczny model układu słonecznego. Skonstruowano zegar astronomiczny. Powstawały obserwatoria astronomiczne. Grecki równikowy zegar słoneczny z 3-ego lub 2-ego wieku p. n. e.

15. W okresie renesansu, Mikołaj Kopernik zaproponował heliocentryczny model Układu Słonecznego. • Galileo Galilei zrewolucjonizował obserwacje po raz pierwszy używając teleskopu. • Kepler jako pierwszy w prawidłowy sposób opisał ruch ciał niebieskich wokół Słońca. • Isaac Newton przedstawił prawo powszechnego ciążenia oraz prawa ruchu. Skonstruował również teleskop zwierciadlany. • Istnienie Drogi Mlecznej jako oddzielnej grupy gwiazd odkryto w XX wieku wraz z odkryciem innych galaktyk. • Dużego postępu w dwudziestym wieku dokonała kosmologia fizyczna. Powszechnie przyjęto TEORIĘ WIELKIEGO WYBUCHU silnie wspieraną przez dowody dostarczane przez astronomów i fizyków. Szkice i obserwacje Galileusza wykazały, że powierzchnia Księżyca jest górzysta.

16. Loty kosmiczne • 12 kwietnia 1961 roku z kosmodromu Bajkonur wystartował statek kosmiczny "Wostok 1", na którego pokładzie znajdował się, po raz pierwszy w historii, człowiek - radziecki major lotnictwa, Jurij Gagarin, po około dwóch godzinach po rozpoczęciu lotu wylądował. W odpowiedzi Amerykanie wysłali człowieka do granic atmosfery. A.Shepard odbył swój lot 5 maja 1962 roku, John Glenn okrążył Ziemię trzy razy na pokładzie statku kosmicznego "Mercury".

17. Pierwszym obiektem, który został pomyślnie umieszczony na orbicie Ziemi, był radziecki satelita Sputnik 1. Satelita ten wyniesiony został 4 października 1957 roku • Sukces Rosjan spowodował przyspieszenie amerykańskiego programu kosmicznego, który bez powodzenia próbował wystrzelić satelitę Vanguard 1 na orbitę dwa miesiące później. 31 stycznia 1958 amerykanie pomyślnie wystrzelili próbnik Explorer 1 za pomocą rakiety Juno. • Wcześniej rosyjski pies Łajka został pierwszym zwierzęciem w kosmosie. Stało się to 3 listopada 1957 r.

18. Bibliografia • http://wikipedia.pl • www.fizyka.net.pl • www.dydaktyka.fizyka.szc.pl