物理學告訴我們:任何物體都有保持原來運動狀态不變的特性,這個特性我們叫做慣性。根據牛頓第一定律的表達,任何物體都有保持靜止或勻速直線運動狀态的特性,隻是在地球上,沒有不受力物體的存在,但物體固有的特性與受力與否無關。我們投出去的石頭,雖不作勻速直線運動,但仍然有作勻速直線運動的趨勢而向前運動,如果我們做個假設,這個石頭受到的力均消失,石頭就會逃離地球,在宇宙中作勻速直線運動。
地球的慣性很大,我國向東發射火箭,主要利用地球自轉的慣性。從矢量運算法則來看,我國向東發射火箭,猶如我們平時順風騎車或者順水行舟,大大節省推力,節約了燃料的消耗。
發射衛星所需要的推力,與衛星的重量、發射傾角、發射方向、發射地點(緯度)有關。在其它因素相同時,向東發射,地球的自轉使火箭獲得一個初速度。當發射點處于赤道時,獲得的初速度最大,可達到465m/s,對火箭的運載能力影響當然較大。
在向南或者向北發射極軌衛星時,向東的初速度對衛星沒有作用,其運載能力當然要比向東要小,根據計算,向東發射火箭比發射極軌衛星的運載能力要大一倍左右。
我國發射地球同步轉移軌道衛星,其運載能力最大,2016年11月3日20點43分,在文昌航天發射場成功發射升空。7月23日12時41分,中國首次火星探測任務"天問一号"探測器,在中國文昌航天發射場點火升空 。之所以選擇海南文昌航天發射場,是因為海南省是我國最南邊的一個省,也是最接近赤道的地方,目的是為了使火箭獲得較大的發射初速度,節省推力,同時,提高火箭的運載能力。
赤道是最長的緯線,緯線是地球表面某點随地球自轉所形成的軌迹,緯線都是圓形且兩兩平行,赤道最長,離赤道越遠,周長越短。在不考慮地形起伏的條件下,地球自轉的線速度在赤道處最快,向兩極逐漸減小,極點為零。
地球自轉的線速度計算公式是:V=COSθ×(R h) ×2π/T。v是線速度,T是自轉周期,R是赤道半徑,h是海拔高度,θ為地理緯度。可以看出,線速度的大小随海拔高度增加而增加,随地理緯度增加而減小,但海拔對線速度影響較小,這是由于地面上高山相對于地球半徑來說,高度微不足道。通過計算,海拔高度增加5200米,線速度隻增加了0.4m/s。
地球自轉是繞軸自轉。在北極上空觀察,呈逆時針轉動,在南極上空觀察,呈順時針轉動,就是我們習慣上稱的自西向東旋轉,自轉周期為一日。從地球上抛出去的物體,當它的線速度足夠大時,就不會落到地面上而圍繞地球旋轉,這就是人造地球衛星的道理。
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