Science >> Wetenschap >  >> Energie

Waarom is kinetische energie een constante voor satelliet in cirkelvormige baan?

De kinetische energie van een satelliet in een cirkelvormige baan is niet constante. Dit is waarom:

* zwaartekracht: De satelliet wordt constant beïnvloed door de zwaartekracht van de aarde, die eraan werkt. Dit werk kan de kinetische energie van de satelliet veranderen.

* Energiebesparing: Terwijl de totale mechanische energie (kinetisch + potentieel) constant is in een conservatief systeem zoals een satelliet in een baan, kan kinetische energie fluctueren. Terwijl de satelliet draait, verandert zijn potentiële energie vanwege de veranderende afstand van de aarde. Deze verandering in potentiële energie wordt gecompenseerd door een verandering in kinetische energie om de totale energie constant te houden.

Hier is een uitsplitsing:

* op het hoogste punt van de baan: De satelliet heeft de meeste potentiële energie en de minste kinetische energie (hij beweegt langzamer).

* op het laagste punt van de baan: De satelliet heeft de minst potentiële energie en de meest kinetische energie (hij beweegt sneller).

Dus, waarom wordt de kinetische energie vaak als constant beschouwd in vereenvoudigde modellen?

* cirkelvormige banen: Voor een perfect cirkelvormige baan blijft de afstand van de satelliet tot de aarde constant. Daarom verandert de potentiële energie niet en blijft de kinetische energie constant.

* Atmosferische weerstand verwaarlozen: In werkelijkheid ervaren satellieten enige weerstand van de atmosfeer, die geleidelijk hun kinetische energie vermindert en ervoor zorgt dat ze naar beneden spiraalden.

Samenvattend: De kinetische energie van een satelliet in een cirkelvormige baan is slechts echt constant in geïdealiseerde scenario's zonder atmosferische weerstand. In werkelijkheid varieert het enigszins vanwege de veranderende potentiële energie van de satelliet terwijl deze draait.