«Пионерская правда» №95 от 29 ноября 1957 г.
Отвечаем на вопросы о спутниках Почему спутники не падают на Землю, а вращаются вокруг неё? — спрашивает Ваня ТОПЧИЕВ из города Гурьева, Казахской ССР. |
Этот вопрос оказался самым волнующим не только для Вани, но и для многих других ребят, приславших нам письма.
«Как это так, — удивляются они, — спутник без мотора, а вот уже пятьдесят дней носится вокруг нашей планеты? Да ещё с какой быстротой! 805 раз облетел первый спутник земной шар».
Да, две новые, маленькие, луны — это «чудо», которое сотворил человек! Он же, человек, зная законы природы, может и объяснить это «чудо».
Раскройте первую часть вашего учебника физики. Всё, что вы прочтёте в нём о весе, движении и инерции, поможет вам понять, почему спутники не падают на Землю. Запуская спутников, учёные использовали законы физики, уже хорошо известные многим из вас.
Вы бросили камень вверх — он сразу же упал вниз, на Землю. Почему же он упал? Учебник говорит, что Земля, как магнит, притянула камень к себе. Сила, с которой Земля притягивает к себе предметы, это и есть вес, тяжесть. Выходит, чтобы спутник не падал, он должен ничего не весить. И учёные сделали его невесомым. Им помог в этом закон инерции. Поставьте такой опыт. Возьмите верёвку и привяжите к её концу небольшую гайку. Потом попробуйте быстро вращать верёвку над головой. Вы почувствуете, как какая-то сила натягивает её. И чем быстрее вы вращаете, тем сильнее натягивается верёвка. Что же это значит? А вот что: по закону инерции гайка «не желает» носиться по кругу. Она «хочет» улететь в сторону по прямой линии. Но, пока вы крепко держите конец верёвки, гайка никуда не может улететь. Она будет вращаться вокруг вас. Теперь представьте себе, что гайка — наш спутник, а верёвка — земное притяжение.
Мощные ракеты наклонно по отношению к Земле забросили спутников на огромную высоту и разогнали их там до колоссальной скорости (8 километров в секунду). Спутникам лететь бы по прямой линии, по инерции, но сила земного притяжения, как невидимая верёвка, изменяет направление их полёта, не даёт улететь от Земли. Что же остаётся делать спутникам, как не кружиться около нашей планеты? Так они и будут летать, пока скорость их движения не изменится. Сейчас она равна 8 километрам в секунду. Если же скорость понизится, скажем, до 7, то спутники потеряют высоту и упадут на Землю.
Если же разогнать спутников так, чтобы они мчались со скоростью 11-12 километров в секунду, то наши маленькие луны смогут оборвать «невидимую верёвочку» — силу тяжести — и улетят в мировое пространство, к другим планетам.
Теперь вам понятно и то, почему спутники летают без моторов. Они мчатся по инерции, точно так же, как вы мчитесь, стоя на коньках, когда сильно разгонитесь. Только вы едете по инерции недолго: сопротивление воздуха и трение между коньками и льдом замедляют ваше движение. Спутники же летят на большой высоте, где почти нет воздуха, Поэтому они так долго вращаются вокруг Земли.
— Имеет ли искусственный спутник Земли
свою орбиту? | Почему он пролетает почти над всеми крупными городами (Лондон, Париж, Киев, Ленинград, Москва, Баку), хотя они находятся не на одной линии? Саша МАРЧЕНКО, 7-й класс. Брянская область, Красногорский район, д. Кургановка. Я слышал, что спутник движется по прямой, но когда я нанёс на глобус его путь над Землёй, у меня получилась ломаная линия. А почему — я не знаю. Юра ОРЛОВ, 7-й класс. Московская область, пос. Солнцево. |
Посмотрите на рисунок. Земной шар находится внутри кольца-орбиты искусственного спутника Земли.
По своему кольцу стремительно несётся шарик, а внутри кольца поворачивается вокруг оси наша планета. За сутки Земля совершает один оборот, а спутник за это время облетает Землю 15 раз. Вот почему, если нанести трассу спутника на глобус, она будет иметь вид не прямой линии, а сложной кривой. Представьте себе, что Земля замерла без движения, тогда бы спутник носился над одними и теми же городами.
Советские учёные хотели, чтобы все народы мира могли видеть маленькую искусственную луну, и выбрали для спутника нужную для этого орбиту.
— Отчего спутник светится? | Может быть, в нём установлены лампочки? А может быть, от большой скорости образовалось это сверкание? Виталий СЕРГЕЕВ, 7-й класс. г. Акмолинск. |
Конечно, не лампочки делают спутник яркой звездой, проносящейся по небу. Если бы даже в нём горели электрические лампочки, на таком расстоянии сват их не был бы виден человеку.
Спутник освещается лучами уже невидимого нами Солнца и светит отражённым светом, как все планеты.
Спутник лучше всего бывает виден в сумерки: вскоре после захода Солнца или перед его восходом.
— Почему летит ракета? — спрашивают многие читатели нашей газеты
Самолёт не может летать в безвоздушном пространстве. Во время движения он опирается на воздух своими крыльями и отталкивается от него воздушным винтом.
Многие ребята спрашивают: почему же ракета летит в безвоздушном пространстве? Эти ребята, верно, думают, будто бы и ракета отталкивается от воздуха струёй газов, образовавшихся в ней от сгорания топлива. А это не так. Ракете не нужно отталкиваться от воздуха — она сама себя толкает. Посмотрите на рисунок. Внутри ракеты газы с большой силой давят во все стороны. Давления на боковые стенки уравновешивают друг друга. Но на заднюю и переднюю стенки газы давят неодинаково. Из открытого конца ракеты они свободно вылетают наружу, а давят только на переднюю стенку и заставляют ракету лететь вперёд. Поэтому ракета может летать и в воздухе, и в безвоздушном пространстве.
— Вращаются ли спутники вокруг оси? | - спрашивает семиклассник Лёва
АРВАНИТИ из 721-й московской школы. |
Спутники ведут себя совсем как «настоящие» небесные тела. Они не только совершают движение по орбитам, но и вращаются вокруг оси.
У ракеты-носителя так же, как и у второго спутника, стороны неодинаковы по площади. Чем больше площадь, тем больше солнечных лучей отражается от неё — сильнее блеск. По изменению видимого блеска ракеты-носителя определили, что примерно за несколько десятков секунд она успевает повернуться к Земле различными сторонами. Это и есть время обращения ракеты-носителя вокруг своей оси. Вращательное движение вокруг оси ракета приобретает благодаря сопротивлению воздуха при движении в атмосфере и не идеально симметричной форме корпуса ракеты.
Рис. Д. Яманина.