Orbitaalliikumine. Kepleri seadused
Kui anda Maapinnalt üles tõstetud kehale mingisugune horisondi sihiline algkiirus, siis kukub ta tavaliselt mõne aja pärast maha.
Keha lendab seda kaugemale, mida suurem on tema algkõrgus (sest sel juhul on tema langemise aeg pikem) ning mida suurem on tema algkiirus.
Kuna Maapind ei ole mitte tasa- vaid kerapind, võib teatud kiirus korral tekkida olukord, kus keha kukub küll temale mõjuva gravitatsioonijõu (kesktõmbe jõu) tõttu Maapinna poole, kuid tänu inertsijõule (tsentrifugaaljõud) liigub ta edasi, langedes samal ajal Maapinnast mööda.
Esimeseks kosmiliseks kiiruseks nimetataksegi sellist horisontaalsihilist kiirust, millega liikudes ei kuku keha Maa (planeedi, tähe) pinnale vaid jääb ümber selle ringjoonelisel trajektooril tiirlema.
Sulle võivad huvi pakkuda need õppematerjalid:
Ruutjuur, tehted ruutjuurtega
Liitmine 20 piires
Ruutvõrrandi mõiste, ruutvõrrandi lahendivalem, ruutvõrrandi liigid
VAPPER TINASÕDUR. Muinasjutt kuulamiseks
Kell ja kellaaeg
Reesi Kuslap ja Kristiine Kurema. Kuidas õhinaga õpetada ehk mismoodi innustada õpilasi õppima?
Eesti keele grammatika gümnaasiumile: numbrite kirjutamine
Funktsioonid ja nende graafikud
Tasandilised kujundid
Kirjalik lahutamine
Esimene kosmiline kiirus sõltub taevakeha parameetritest – massist (M) ja raadiusest (R) ning sellest kui kõrgele on keha tõstetud (h):
Esimene kosmiline kiirus Maapinnal on u. 7,91 km/s, 200 km kõrgusel Maapinnast on I kosmiliseks kiiruseks u. 7,79 km/s.
Kui keha liigub ümber planeedi ellipsikujulisel (välja venitatud ringjoon) orbiidil (ülemisel joonisel trajektoor D), nimetatakse vastavat kiirust teiseks kosmiliseks kiiruseks – Maa puhul 7,9 … 11,2 km/s.
Teisest kosmilisest kiirusest peame rääkima ka planeetide liikumisel ümber Päikese. Nimelt liiguvad kõik planeedid ümber Päikese ellipsi kujulisel orbiidil, mille ühes fookuses on Päike.
Kuid planeedid ei liigu mööda oma trajektoori mitte muutumatu joonkiirusega, vaid nende kiirus on Päikesele lähemas orbiidi punktis kiirem kui kaugemas.
Planeedi tiirlemisperiood (mis on seotud planeedi joonkiirusega) sõltub ainult planeedi kaugusest Päikesest r, NB! Valemis olev mass M, on Päikese mass (M=1.988∙1030kg):
Kõik kolm eelpool nimetatud seaduspärasust avastas XVII sajandil saksa astronoom Johannes Kepler, kes sõnastas planeetide perioodide vahelise seose järgmiselt: planeetide pikemate pooltelgede (planeedi trajektoori kaugeim punkt Päikesest) kuubid suhtuvad teineteisse nagu nende perioodide ruudud:
Kiirust, millest piisab keha lahti rebimiseks planeedi gravitatsioonist (joonisel trajektoor E), nimetatakse paokiiruseks – Maa puhul alates 11,2 km/s.