Hilfe!? Zentripetalkraft und geostationäre Satelliten
Frage: Hilfe!? Zentripetalkraft und geostationäre Satelliten(1 Antwort)
Hallo! Habe eine Hausaufgabe zu dem obengenannten Thema bekommen und nun sitze ich davor und ich hab keine Ahung wo ich ansetzen soll. Ich habe eine Kreisbahn bei der Zentripetalkraft benötigt wird, welche durch die Gravitationskraft aufgebracht wird. F zentripetal= F gravitation m · v2 : r=G⋅m1⋅m2r2 Die Frage ist nun: Berechne die Entfernung zur Erdoberfläche wekche einen geostationären Satellit haben muss. Hoffe ich bekomme Hilfe! |
| Frage von physiknull2014 | am 07.05.2014 - 21:48 |
| Antwort von bea18 | 07.05.2014 - 21:57 |
Um einen Körper der Masse mit der Winkelgeschwindigkeit auf einer Kreisbahn mit dem Radius zu halten, ist eineZentripetalkraft der Stärke erforderlich. – vom Mittelpunkt des Planeten ausgehend – kann sie mit der Formel berechnet werden. Dabei bezeichnet die Gravitationskonstante und die Masse des Planeten.Da die Schwerkraft also die einzige Kraft ist, die den Körper auf der Kreisbahn hält, muss ihr Wert der Zentripetalkraft entsprechen. Es gilt also: Es ergibt sich durch Einsetzen: Auflösen nach ergibt: Die Kreisfrequenz ergibt sich aus der Umlaufdauer als: Einsetzen in die Formel für ergibt: Diese Formel bestimmt nun den Radius der geostationären Umlaufbahn eines Massenschwerpunktes vom Mittelpunkt des betrachteten Planeten ausgehend.Um die Entfernung der Bahn von der Oberfläche des Planeten – also beispielsweise die Höhe eines geostationären Satelliten über der Erdoberfläche – zu erhalten, muss dessen Radius vom Ergebnis subtrahiert werden. Somit haben wir: wobei den Radius des Planeten bezeichnet.Wenn der Planet einen Trabanten (z.B. Mond) mit bekannten Bahndaten hat, lässt sich alternativ auch das Dritte Keplersche Gesetz auf Trabant und geostationären Satellit anwenden.Im Beispiel eines irdischen Satelliten können die Bahndaten des Erdmondes herangezogen werden (Umlaufdauer TMond ≈ 655 h, große Halbachse der MondumlaufbahnrMond ≈ 384000 km, TSat = 24 h). Aufgelöst nach dem Bahnradius des geostationären Satelliten, die wegen der Kreisbahn gleich dem Bahnradius ist, ergibt sich damit: Die Höhe über der Oberfläche des Planeten, hier der Erde, erhält man wieder durch Subtraktion des Planetenradius.Das habe ich zu dem Thema auf Wikipedia gefunden http://de.wikipedia.org/wiki/Geosynchrone_Umlaufbahn#Formeln Hoffentlich hilft :D Alles Gute Bea:D |
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Es ergibt sich durch Einsetzen:
Auflösen nach
Die Kreisfrequenz
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Einsetzen in die Formel für
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den Radius des Planeten bezeichnet.
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