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Satellitenenergie

Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 93 von 97.

Auf einer Kreisbahn:

K=GMm2r,U=−GMmr,E=K+U=−GMm2rK = \frac{GMm}{2r}, \quad U = -\frac{GMm}{r}, \quad E = K + U = -\frac{GMm}{2r}

Also gilt U=−2K\relax U = -2K und E=−K\relax E = -K.

Drei Energiebalken für einen Satelliten auf einer Kreisbahn: kinetische Energie K oberhalb von null, potenzielle Energie U unterhalb von null und doppelt so lang sowie Gesamtenergie E unterhalb von null und so lang wie K

Auf einer Kreisbahn gilt U = −2K, also E = K + U = −K.

Eine höhere Umlaufbahn hat ein ee, das näher bei null liegt. Einen Satelliten in eine höhere Umlaufbahn zu bringen, erfordert die Energie W=E2−E1\relax W = E_2 - E_1, obwohl er sich am Ende langsamer bewegt.

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Aufgabe

Ein Satellit auf einer Kreisbahn hat eine Gesamtenergie von −12 GJ-12\ \mathrm{GJ} (−1.2×1010 J-1.2 \times 10^{10}\ \mathrm{J}). Sein Triebwerk bringt ihn auf eine Kreisbahn, die 3-mal so weit vom Mittelpunkt des Planeten entfernt ist. Miss die Radien in Einheiten der ersten Bahn (r1=1\relax r_{1} = 1, r2=3\relax r_{2} = 3) und bestimme die Energie WW, die das Triebwerk hinzufügt.

Probier es selbst

Physics diagram: orbit, planet, satellite, path

WW isolieren

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