一个很有趣的问题

walyem · 发表于 2016-1-3 20:28:54

所有公转的天体，只能做非对称性的“鸭蛋”形轨道运动,近日端是“鸭蛋”形的小头，远日端是“鸭蛋”形大头，既不能做纯圆周运动, 也不能做纯椭圆运动，要保证天体公转一周，引力所做的正功要大于引力所做的负功，才可能使它们的角动能守恒,卫星的公转方向要与行星的自转方向要一致, 行星的公转方向要与恒星的自转方向要一致, 不可以逆向公转，也不能沿着南北极方向转动,如果有的话，它的运动寿命是很有限的。

walyem · 发表于 2016-1-3 21:26:12

天体是角动能守恒，就是定时间内的不是动能守恒，万有引力一直做功的，这个你可以想象下呼啦圈，把万有引力想象成接触力就想通了。再想象下投石器，转起来时候手也是变的，这种变心提供动能，增加速度，而这两个轨迹必须是同向的，假如反向，不说反向了，内角速度比外角速度小的时候，绳子不起作用石头飞出去的了。

zsddb · 发表于 2016-1-3 22:42:39

本帖最后由 zsddb 于 2016-1-3 23:01 编辑

walyem 发表于 2016-1-3 21:26
0 k. }* Q% u' o天体是角动能守恒，就是定时间内的不是动能守恒，万有引力一直做功的，这个你可以想象下呼啦圈，把万有引力 ...

天体也是物体，物体从大到小不应该没有什么本质的区别。遨游太空的卫星是当天体看呢还是当物体看？守恒是公理，不可能出了地球就变了。诚然，现有的理论体系都是基于万有引力常数开发出来的，就是一切都得围绕这个基础来解释。这个我们可以不去管他，毕竟这个说起来就是哲学问题了。但你说的那个投石器的问题，你可能忽略了另一种可能，就是不是用绳子抛投，而是用刚体杆件抛投，那样的话，逆角速度也是可能的。所以我觉得你举这个投石器的例子不妥。我觉得嘛，万有引力说起来也可以用香蕉球原理解释，而且很科学，亿万年刚体受力演化的结果。

螺旋线 · 发表于 2016-1-3 23:10:23

谁告诉你卫星都是顺发？怎么发是要看要进什么轨道，气象卫星就是偏西发，进太阳同步轨道。

小人Mτ · 发表于 2016-1-4 18:43:36

卫星飞上去是因为离心力大于地球引力（重力），引力拉不住它了所以就飞走了，
离心力的计算公式是mv2r,
如果是顺地球转动方向飞，初速度是地球自转速度，是正值
如果是逆地球转动方向飞，初速度是负的地球自转速度，是负值
如果要达到一个最小的脱离离心力，那就是再地球表面有个最小的相对速度（此速度和地球自转无关）。从初始速度开始道最小脱离速度，中间的过程是需要发动机出功率的。同样的一个发动机，从一个正速度到脱离速度需要的做功多还是从一个负速度到脱离速度需要的做功多？

小人Mτ · 发表于 2016-1-4 18:44:18

小人Mτ 发表于 2016-1-4 18:43 4 r2 x" S0 F7 b' k1 s; j2 j
卫星飞上去是因为离心力大于地球引力（重力），引力拉不住它了所以就飞走了，7 U# m& T# z6 N5 w T0 U
离心力的计算公式是mv2r,
; {& n9 A! `( I% ?! v+ H如 ...

这样的回答你可满意？

zsddb · 发表于 2016-1-4 19:17:36

本帖最后由 zsddb 于 2016-1-4 19:20 编辑

小人Mτ 发表于 2016-1-4 18:44
" H/ c8 P: V* H这样的回答你可满意？

不满意。
最简单的例子就是东西向各扔一块石头，如果觉得石头太轻，速度不够的话，就东西向各射击一发子弹，再不够就各发射颗导弹，还觉得不够只有拿北京与纽约之间的飞机来比较了，如果真如你所说，那么北京飞纽约的燃油消耗一定比纽约飞北京的燃油消耗少很多。这其中的空气阻力我们都暂时当相同来考虑，不然问题没法讨论。不过说实话我真不知道他们之间的逆向飞行是否真节约了很多燃油，如果是的还请告诉一下。

小人Mτ · 发表于 2016-1-5 15:25:39

zsddb 发表于 2016-1-4 19:17
$ l0 R/ l5 ?# j不满意。
* P9 x# O$ c- [( g3 w最简单的例子就是东西向各扔一块石头，如果觉得石头太轻，速度不够的话，就东西向各射击一发 ...

北京飞纽约和纽约飞北京都是再大气层内，消耗的能量主要用来克服大气阻力和很小范围的升降，飞机的目的是距离，这对于两个方向的飞行都是一样的（地球大气层对于地球的自转是相对静止的）。
飞船顺逆飞行到同一轨道时消耗的能量一部分是克服万有引力（重力）做功，一个是克服大气阻力，但最重要的是保持一定的速度。
把地球简化到一个质心，人类在离质心“地球半径”的位置，同时周围有很厚的一层空气随着人类一起在绕着质心做1转/24小时的转动。如果是低空飞行从0度飞到180度，哪个方向都可以，没有太大区别。如果要飞出大气层，你就要达到相对质心'角速度乘以半径的平方“的速度。如果顺着已经有的方向飞行，那么需要增加的速度就少，如果逆着已有的速度方向飞行，那么你需要增加的速度就多，同时克服空气阻力需要做的功也多。

常青树521 · 发表于 2016-1-5 16:15:16

常青树521 发表于 2016-1-3 17:54 ( A5 s+ k; }! n5 d4 r' }# H- c
如果那两颗相同质量的同步卫星绕地球的速度是一样的，那就说明所受的引力也是一样的。不过这种细微的差别实 ...

消耗的能量和初始速度有关啊

zsddb · 发表于 2016-1-5 17:03:26

本帖最后由 zsddb 于 2016-1-5 17:07 编辑

小人Mτ 发表于 2016-1-5 15:25 2 H2 |: F; a; {5 S
北京飞纽约和纽约飞北京都是再大气层内，消耗的能量主要用来克服大气阻力和很小范围的升降，飞机的目的是 ...

你说的理由还是很牵强。
首先，大气层相对地球认为静止我觉得就不妥，我觉得恰恰是由于大气层与地球自转之间存在速度差才导致的大气环流运动。这个需要建立大气环流模型并且用大量数据来证明才可信，我们不去管它。
第二，洲际飞行你觉得是仍然是在系统内（大气层内）的原因的话，那只能是用洲际导弹来说话了，出大气层再入大气层，不过这方面的数据那更是少得可怜了。不管话又说回来，大气层被你认为是系统边界，那这个边界为什么会是一个过渡性质的，又是怎样过渡的呢？最外层的那颗大气分子又是如何实现引力平衡的？
第三，把地球引力问题简化为质心作用很不妥，这样在南北极自转速度几乎可以认为是0，那么在南北极放个气球到相同距离轨道上，它又靠什么力来实现引力平衡呢？

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