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自轉(zhuǎn)空間站,模擬1g重力,一圈24小時(shí),求半徑-創(chuàng)新互聯(lián)

問題1:半徑為5000米環(huán)狀空間站,為使其產(chǎn)生相當(dāng)于地球1g的重力加速度,求空間站的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)周期是多少?
為解決這個(gè)問題,我們先來復(fù)習(xí)一下牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律:

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牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律:
一個(gè)物體在沒有受到外力作用下,保持勻速直線運(yùn)動(dòng)不變。

牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律:
物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的力F與物體質(zhì)量m成正比、與其加速度a成正比。表達(dá)式為:
F=ma?
單位: F 牛頓、m千克、a 米/秒2

牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律:
作用于物體的作用力與反作用力大小相等,方向相反,且在一條直線上。

做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度a為:

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(圓周運(yùn)動(dòng)的線速度V等于圓的周長除以周期T)
所以做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度a化簡為:

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根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律:

物體受到的離心力=飛船旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的向心力,就是:
ma1=ma2
其中a1就是我們希望的地球重力加速度g
a2是飛船旋轉(zhuǎn)做運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的向心力
所以:

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其中:
R為飛船半徑5000米
g為地球重力加速度,為9.8米/秒2
線速度V可以通過公式V=2πR/T 求得。

問題2:空間站模擬重力加速度1g,自轉(zhuǎn)一周24小時(shí),求空間站半徑:

自轉(zhuǎn)空間站,模擬1g重力,一圈24小時(shí),求半徑

與之對(duì)比,太陽的半徑為696300公里。

好家伙,該空間站半徑是太陽半徑的2倍多。

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當(dāng)前標(biāo)題:自轉(zhuǎn)空間站,模擬1g重力,一圈24小時(shí),求半徑-創(chuàng)新互聯(lián)
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