gravitační prak

sandor · #1

Proč mohou sondy odlétat od planet větší rychlostí, než k ní přilétly? Zatím jsem polopatistické vysvětlení nenašel. Takřže si laicky a polopatě představuji, že sonda v gravitačním poli planety při příletu setrvává delší dobu než při odletu, což je způsobeno vzájemným pohybem sondy a planety. Toto vysvětlení mě však neuspokojuje, neboť je z mé hlavy :hanged: a navíc to neřeší zpomalení rotace planety (alespoň v některých případech). Zpětně volená dráha by měla ubrat rychlost sondě a urychlit rotaci planety?

palca · #2

Vidím to tak, že sonda k planetě přilétá "odzadu", dohání ji na její dráze kolem Slunce. Přitom se nějakou dobu urychluje. Pak se kolem planety prosmýkne, čímž změní směr a touto vyšší rychlostí odlétá např. kolmo k dráze planety kolem Slunce. V gravitačním poli planety tedy setrvá kratší dobu při odletu z toho důvodu, že už planetu nedohání, ale obě se od sebe vzdalují.
Zpomalení by šlo určitě také provést, ale sonda by se musela ocitnout před planetou.

Petr · #3

Při průletu sondy okolo planety nedochází vůbec ke
změně rotace planety. Samotná rotace planety
explicite nevyplývá z Newtonova gravitačního zákona, ani ze zákonů nebeské mechaniky (Kepler,Laplace a.j.). Dráha sondy je nastavena tak, aby se okolo planety pohybovala po hyperbolické dráze přičemž dojde ke změně směru a rychlosti
letu. O změně rychlosti - je známo z Keplerových zákonů, že těleso, které se pohybuje v pericentru své dráhy ( t.j. v blízkosti tělesa,okolo kterého se pohybuje) se pohybuje rychleji, nežli v apocentru dráhy (t.j. v opačném, vzdálenějším bodě dráhy).
Doufám, že tato odpověď je vyčerpávající - jinak je
nutno si trochu prostudovat nebeskou mechaniku. :rotflmao:

sandor · #4

palca napsal: Vidím to tak, že sonda k planetě přilétá "odzadu", dohání ji na její dráze kolem Slunce. Přitom se nějakou dobu urychluje. Pak se kolem planety prosmýkne, čímž změní směr a touto vyšší rychlostí odlétá např. kolmo k dráze planety kolem Slunce. V gravitačním poli planety tedy setrvá kratší dobu při odletu z toho důvodu, že už planetu nedohání, ale obě se od sebe vzdalují.
Zpomalení by šlo určitě také provést, ale sonda by se musela ocitnout před planetou.
Takto jsem si to polopatě představoval. Díky.

sandor · #5

Petr napsal: Při průletu sondy okolo planety nedochází vůbec ke
změně rotace planety. Samotná rotace planety
explicite nevyplývá z Newtonova gravitačního zákona, ani ze zákonů nebeské mechaniky (Kepler,Laplace a.j.). Dráha sondy je nastavena tak, aby se okolo planety pohybovala po hyperbolické dráze přičemž dojde ke změně směru a rychlosti
letu. O změně rychlosti - je známo z Keplerových zákonů, že těleso, které se pohybuje v pericentru své dráhy ( t.j. v blízkosti tělesa,okolo kterého se pohybuje) se pohybuje rychleji, nežli v apocentru dráhy (t.j. v opačném, vzdálenějším bodě dráhy).
Doufám, že tato odpověď je vyčerpávající - jinak je
nutno si trochu prostudovat nebeskou mechaniku. :rotflmao:
To je jasné, akorát mě mátla zmínka o sondě ??? urychhlované v gravitačním poli Země, že došlo při jejím urychlení k pranepatrnému zpomalení rotace na úkor zvýšení rychlosti sondy. Možná, že tato novinářská zpráva sloučila do jedné věty dvě poněkud rozdílné záležitosti vyplývající z nekulovitého tvaru planety a urychlení sondy. A poté nahlodávala moji vcelku správnou představu. Přesto je tady pranepatrná záležitost: Při urychlení sondy planetou působí na sebe obě tělesa, tudíž musí dojít při předání energie z jednoho na druhé ke změně energetického stavu obou těles. Z toho vyplývá, že nikoli rotace, ale oběžná doba planety by se měla pranepatrně změnit. To chápu, jen se mi do základního myšlenkového modelu v případě kulového tělesa nevešla rotace planety, v případě nesymetrického tělesa vzdouvaného slapy okoních těles by už nějaké mamamalinkaté místečko bylo. Ale rozhodně ne coby hlavní hnací motor gravitačního praku. Díky.

Sajri · #6

Petr napsal: Dráha sondy je nastavena tak, aby se okolo planety pohybovala po hyperbolické dráze přičemž dojde ke změně směru a rychlosti
letu. O změně rychlosti - je známo z Keplerových zákonů, že těleso, které se pohybuje v pericentru své dráhy ( t.j. v blízkosti tělesa,okolo kterého se pohybuje) se pohybuje rychleji, nežli v apocentru dráhy (t.j. v opačném, vzdálenějším bodě dráhy).
Doufám, že tato odpověď je vyčerpávající - jinak je
nutno si trochu prostudovat nebeskou mechaniku. :rotflmao:
Ne, myslim, ze tahle odpoved neni vycerpavajici a vlastne nerika nic.
1. Draha sondy neni nijak "nastavena". Jakykoliv prulet okolo planety, jestlize sonda prileti "z vne" se musi odehrat po hyperbolicke draze (tj. sonda prileti z "nekonecna" - v praxi z velke vzdalenosti vzhledem k planete - a do "nekonecna" zase odleti).
2. Ze se v pericentru pohybuje sonda nejvyssi rychlosti je pravda, ale opet to nesouvisi s gravitacnim prakem.

Nabizim tohle vysvetleni: nejprve je treba predstavit si celou situaci pro pripad, ze planeta stoji. Sonda proleti po hyp. draze, cili okolo planety zahne, ovsem velikost priletove a odletove rychlosti bude stejna.
Pokud se planeta pohybuje: velikost rychlosti priletu a odletu sondy bude zase stejna, ale pouze vzhledem k planete. Kdyz celou soustavu uvedeme do pohybu spolu s planetou (dejme tomu, ze se planeta pohybuje doleva, sonda prileti zezdola a zahne okolo planety rovnez doleva), tak rychlost priletu je kolma k pohybu soustavy, takze velikost jejich souctu (cili to, co vidi vnejsi pozorovatel) bude mensi nez pri odletu - tam jsou obe rychlosti rovnobezne.
Soucasne mirne zabrzdeni planety je sice nutny dusledek zakonu zachovani, ale jako takovy pro vysvetleni gr. praku nutny neni, protoze vysledek dopadne prakticky stejne i kdyz ho zanedbame (diky velkemu pomeru hmotnosti planeta/sonda)

sandor · #7

Téma se asi vyčerpalo, proto: U dvou těles pohybujících (planeta a kupříkladu sonda, kometa .....) se kolem třetího v jeho gravitačním poli se při vzájemném přiblížení (planeta - kometa, sonda ....) vždy uplatňuje efekt buď gravitačního praku nebo gravitační "brzdy". Jak jinak si představit rodinu jupiterovských komet (obecněji krátkoperiodických) nebo komet vymetených ze sluneční soustavy Jupiterem či jinou velkou planetou, kde jsou tyto efekty největší. Lze s tímto tvrzením souhlasit?

Vláďa · #8

Novináři jsou ochotní napsat ledacos, klidně smíchat hrušky a jabka.Pro doplnění tématu tedy ještě uvedu, že pro zvýšení rychlosti startujících raket se skutečně využívá i rychlost rotace Země (pochopitelně můžete Zemi nahradit čímkoliv z čeho startujete).Obvodová rychlost (rychlost rotace Země) se prostě přičte k rychlosti rakety - proto se kosmodromy staví blízko rovníku.
To ale nemá s gravitačním prakem zhola nic společného
(Tam jde o oběžnou rychlost - což je při překladu z angličtiny některým novinářům úplně šumák ::)..)

#9

A není to malinko jinak? Není to tak, že u rovníku je vlivem odstředivé síly nižší gravitační síla a je potřeba méně energie na její překonání?

Honza Ebr (honza42) · #10

ono je to vlastně totéž, jenom popsáno v jiný souřadný soustavě.
díky rychlosti otáčení Země se

- pohybuju rychleji (z hlediska pevný soustavy)
- na mě působí odstředivá síla (z hlediska rotující soustavy)

#11

Gravitační prak byl dobře vysvětlen a předveden s magnetem a železnou kuličkou v pořadu Port, mám dojem že v experimentu o vážení Země. Sakryš nemám už čas to teď hledat tak se zkuste podívat na Michaelovy experimenty..

http://www.ceskatelevize.cz/program/por ... zemekoule/

Vláďa · #12

A není to malinko jinak? Není to tak, že u rovníku je vlivem odstředivé síly nižší gravitační síla a je potřeba méně energie na její překonání?Gravitační síla se rotací tělesa nezmění i když je pravda, že těleso na rovníku (Země) je o něco dál od společného těžiště.
Jakmile se zdvihnete ze země, jde jen o rychlost tělesa - ta určuje odstředivou sílu působící na startující těleso a porovnává se s gravitačním polem Země.

Honza Ebr (honza42) · #13

Karel myslel samozřejěm tíhovou sílu Ale to je slovíčkaření.

Opakuji ale, že neexistuje "správnější" názor. Oba popisy jsou správné, oba jsou pouze z hlediska jiné vztažné soustavy.

Názorněji to vynikne na příkaldu sondy již na oběžné dráze, zde navíz v klidu zanedbáme rotaci Země a pro jednoduchost si ji předtsavíme stojící.

V soustavě spojené se Zemí působí na sondu pouze gravitatační síla země. Ta jí uděluje zrychlení, sonda (a všechno v ní) se pohybuje po kruhové dráze, v každém okamžiku má jiný vektor rychlosti, protože ten se mění uděleným zrychlením. Protože je ale zrychlení na rychlsot vždy kolmé, měí se jen směr, nikoliv veliksot rychlosti.

V soustavě spojené se sondou působí ještě odstředivá síla, což je tzv. zdánlivá síla. Vzniká jenom proto, že jsme se bláhově rozhodli popisovat mechanický systém v soustavě, která se pohybuje nepřímočaře. V případě kruhové dráhy je tato síla rovna gravitační síle Země a na sondu, ani nic v ní, nepůsobí žádné zrychlení. Vzkutku, kosmonauti pocitují v lodi "stav beztíže", nepůsobí na ně žádná síla, nemají tendenci měnit vůči ní svoji rychlost.

#14

Honzo dík za opravu a vysvětlení, já vím, že tíhová je složením dvou jiných sil, stejně to motám. A ta se také mění s měnící se zeměpisnou šířkou, ne gravitační...

pu · #15

Tady je to celkem nazorne
http://cs.wikipedia.org/wiki/Gravita%C4 ... an%C3%A9vr