A e B – Projéctil sem velocidade inicial suficiente para entrar em órbita
C, D – Projecteis com velocidades suficientes para entrar em órbita
Newton imaginou um canhão muito poderoso capaz de lançar projécteis a grandes distâncias. Imaginou este canhão colocado a uma altitude elevada de tal modo a que estivesse fora da atmosfera e a resistência do ar fosse despresável. Sabia que, se o canhão disparasse um projéctil com uma velocidade baixa, o projéctil iria perder altitude até cair na Terra (A e B). Mas se a velocidade do projéctil ultrapassasse um determinado valor, o projéctil quando caisse já iria cair “fora da Terra” e desse modo descrever um movimento à volta da terra (órbita).
Corrida do Espaço URSS vs USA
Impulso da exploração espacial
Primeiro satélite artificial Sputnik foi enviado para o espaço, pela união soviética em 4 outubro 1957 pesando cerca de 84kg
Mais tarde os americanos enviaram o Explorer 1, que pesava apenas 14kg que descobriu o cinturão de Van Allen
Competição teconologia espacial entre a a união sovietica e os estados unidos entre 1957 e 1975 durante a guerra fria. Iniciou a descoberta do espaço.
Até agora foram enviadas aproximadamente 4600 satelites dos quais 500 permanecem em funcionamento. Os restantes ou regressaram à terra ou fazem parte da lixeira espacial.
Importância dos Satélites
Desenvolvimento científico
Grande capacidade de cobertura permite atingir zonas que seriam de mais difícil acesso utilizando meios terrestres
Previsão do futuro da Terra
Descoberta das caracteristicas fisicas e quimicas dos planetas, corpos celestes
A sua grande capacidade de cobertura permite atingir zonas que seriam de mais difícil acesso caso se utilizassem meios terrestres.
Desenvolvimento cientifico
Previsão do futuro da terra (corpos celestres que vão chocar, futuro climático, futuro do universo)
Tipos de Satélites e suas Funções
Meteorológicos: Previsão do clima
Armas anti-satelites: destruição de satelites “inimigos” e outros
Comunicações: Comunicações fixas (FSS, Fixed Satellite Service); Difusão (BSS, Broadcasting Satellite Service); Comunicações móveis (MSS, Mobile Satellite Service).
Científicas: Executar missões científicas como observações
Navegação: posicionamento (GPS)
Resgate: respondem a pedidos de socorro por radio.
Militares: espionagem
Tipos de trajectória: eleptica e circular
Geoestacionárias: órbita de 24h (ex:meteorológicas) ; órbita alta (altitude 360 00 km) e linha equatorial (latitude 0)
Não geoestacionarias : (ex:GPS)
Tipos de Órbita
Geoestacionárias: órbita de 24h (ex:meteorológicas) ; órbita alta (altitude 360 00 km) e linha equatorial (latitude 0)
Não geoestacionárias: (ex:GPS)
Polar: passa sempre sobre os pólos (altitude 1000km). 34 órbitas completas por dia
Excêntricas: não circulares com altitude variável
Baixa: baixa altitude (800km) = menor velocidade lançamento
Movimento dos Satélites
Lei do Movimento: F=ma
Fr = Fg
Fg = não altera a intensidade, apenas a sua direcção. Aceleração tem o mesmo sentido que a força.
Devido à força perpendicular que o atrai ao centro de terra, descreve um movimento circular (movimento circular uniforme)
Movimento Circular Uniforme
É dificil compreender como é que um corpo que viaja a uma velocidade constante tem aceleração. Isto é porque a aceleração não vai alterar a sua intensidade mas sim a sua dirrecção. Explicação: A=v/t como a velocidade é uma grandeza vectorial a acceleração pode ter dois efeitos: a mudança da intensidade e a mudança da direcção. A mudança de direcção é o que acontece com o mov.circ. O vector velocidade é sempre tangente ao sentido de movimento e perpendicular ao raio.
Explicação da dedução da expressão da aceleração: obtenção do segundo gráfico pela soma dois vectores que dá um angulo igual ao triangulo com os raios o que os torna semelhantes podendo criar a 3ª expressão. Isolamos o ∆v e depois dividimos ambos os lados pelo tempo para nos dar a aceleração.
Força centripeta: Como F=ma a força centripeta vai ser Fc=m x aceleração centripeta (que vimos anteriormente).
Para caracterizar o movimento dos satelites é utilizado a velocidade linear e a ângular
Velocidade linear: Sabendo que Fc é igual à força gravítica podemos deduzir a formula que nos diz a velocidade a que um satelite se encontra.
Podemos concluir que a velocidade a que o satelite se encontra não depende da sua massa. Nota: o r representa a distÂncia do centro da terra até ao centro de massa do satelitte. Quanto menor for a distÂncia do satelite À terra menor é a velocidade.
Velocidade Ângular: ângulo que o corpo descreve durante um intervalo de tempo (1ª expressão) como sabemos que uma volta completa dá um ângulo 2π e o tempo que lhe corresponde é o periodo . Podemos a partir deste calcular a expressao que relaciona a aceleração com a velocidade linear.
Trabalho elaborado por:
João Saraiva
Madalena Reis
Rebeca Fiadeiro
Tomás Jonet
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