☰ Mundarija · Fizika

Galiley prinsipi va gravitatsion maydonda harakat

Darslar 10–11 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 10-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2017
11

Gravitatsion maydonda harakat

Darslik: 35–36-betlar
MaqsadGravitatsion maydonda harakatni, kosmik tezliklarni va sun’iy yo‘ldosh orbitasini tushunish.
Yangi so‘zlar
birinchi kosmik tezlik · first cosmic velocitysun’iy yo‘ldosh · artificial satellitegeostatsionar orbita · geostationary orbitikkinchi kosmik tezlik · second cosmic velocity
Tushuntirish

Yer yaqinida gorizontal otilgan jism qanchalik katta tezlik bilan otilsa, shunchalik uzoqqa tushadi; tezlik yetarli katta bo‘lganda uning pastga «tushishi» Yer sirtining egilishi bilan tenglashadi va jism Yer atrofida aylana bo‘ylab harakatga keladi – sun’iy yo‘ldosh. Yo‘ldosh uchun tortishish kuchi markazga intilma tezlanish beradi: mg = mυ²/R, shuning uchun Yer sirtiga yaqin orbitadagi tezlik υ₁ = √(gR) ≈ 7,9 km/s (R ≈ 6400 km, g ≈ 9,8 m/s²); bu birinchi kosmik tezlik. Shu tezlikda yo‘ldosh Yer atrofini ≈ 84 min da aylanadi. Balandligi h bo‘lgan orbitada tezlik υ = √(gR²/(R + h)) kichikroq, davr esa kattaroq. Davri 24 soat bo‘lgan geostatsionar orbita Yer markazidan ≈ 42 000 km masofada (sirtdan ≈ 36 000 km balandlikda), ekvator tekisligida joylashgan, yo‘ldosh Yerdan «qimirlamay» turadi. Yerdan butunlay uzoqlashish uchun ikkinchi kosmik tezlik ≈ 11,2 km/s, Quyosh sistemasidan chiqib ketish uchun uchinchi kosmik tezlik ≈ 16,7 km/s kerak. Yerning birinchi sun’iy yo‘ldoshi 1957-yil 4-oktabrda uchirilgan, inson birinchi bor 1961-yil 12-aprelda kosmosga chiqqan, odamlar Oyga 1969-yil 20-iyulda qo‘ngan.

Namunalar
g = 10 m/s², R = 6400 km deb olsak, υ₁ = √(10·6 400 000) = √64 000 000 = 8000 m/s = 8 km/s. Davr T = 2πR/υ ≈ 2·3,14·6400/8 ≈ 5000 s ≈ 84 min.
Yo‘ldosh orbita radiusi r = 4R bo‘lgan aylanada harakatlansa, υ = √(gR²/r) = υ₁/√4 = υ₁/2 ≈ 4 km/s (υ₁ = 8 km/s olinganda). Orbita katta bo‘lsa, tezlik kichik.
Sinfda faoliyat

Sinfda: karton va ip bilan kichik «Yer – yo‘ldosh» modelini yasang (qaychi bilan faqat o‘qituvchi yordamida, ehtiyotkorlik bilan ishlang). Ipning uchidagi yo‘ldosh sharchani Yer ustida sekin aylantirib, tezlik oshganda ip tarangligi qanday o‘zgarishini his qiling (tezlik markazga intilma kuchni belgilaydi). Aylantirayotganda atrofda hech kim turmasin.

Mashq
1
Birinchi kosmik tezlik nima va u taxminan necha km/s?
2
Yer sirtiga yaqin υ₁ = 8 km/s. R dan 4 marta katta radiusli orbitada yo‘ldosh tezligi necha km/s?
3
Sayyorada g = 5 m/s², R = 5000 km. Birinchi kosmik tezlik necha km/s? (υ = √(gR))
4
Nima uchun yo‘ldosh Yerga tushib ketmaydi, garchi unga tortishish kuchi ta’sir qilib tursa?