satelites geostacionarios?

Question

Explique a razão pela qual um satélite em órbita circular em torno da Terra tem uma velocidade orbital independente da sua massa?

Answer 1

Olá.
Satélite geoestacionário é aquele que descreve uma volta em torno da Terra em um dia, conforme já foi dito aí.
Como ele gira ma mesma velocidade angular que a Terra, tem-se a impressão que está parado.
Para que este satélite descreva uma órbita em MCU é preciso que a força resultante seja centrípeta. E esta resltante centrípeta é a força peso (que pode ser obtido pela fórmula da gravitação universal de Newton).
Vamos lá:
(m.w^2.R) = (G.M.m/R^2)
Onde:
m = massa do satélite
M = massa da Terra
w = velocidade escalar angular do satélite
G = constante gravitacional
R = distância do satélite ao centro da Terra ( é a soma do raio da Terra com a altitude do satélite)

Isolando-se R, temos:

R = raiz cúbica de G.M/w^2

Assim podemos concluir que todo satélite geoestacionário se encontra numa mesma altitude, já que G, M e w possuem valores fixos.

Pois bem, se todos se encontram numa mesma altitude e todos descrevem uma volta em 24 horas, então todos possuem uma mesma velocidade orbital, independentemente de suas massas.

Vale lembrar que não há força centrífuga alguma agindo no satélite. A única força que atua no satélite é força gravitacional que a Terra exerce sobre ele, puxando-o para o centro. Esta força é muito conhecida com o nome de força Peso!!!

Se houvesse, como responderam anteriormente, força centrípeta se anulando com força centrífuga, a resultante seria nula. Qualquer um que já estudou o princípio da inércia (1ªLei de Newton) sabe que quando a resultante é nula, o corpo ou fica em repouso, ou em movimento retilíneo uniforme, assim seria impossível descrever uma órbita qualquer.

Um abraço e feliz Natal!!!

Answer 2

Em órbita estável, equilibram-se a "força centrifuga"=> Fc= mv²/R ....e o peso (ou atração da Terra)=> P= mg'

==>mg' = mv²/R ......portanto....

=========> R= v²/g'

...como se vê, o raio de qq órbita independe de (m)
Aliás ,se não fosse assim, teríamos o absurdo de um astronauta, dentro de uma estação espacial, ter uma órbita diferente da própria estação!!!.
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atenção:
(g') é a aceler. da gravidade naquela órbita (g'< 9,8m/s²), que é fácil de ser deduzida...

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Answer 3

GMm/r^2 = m v^2/r---> v^2 = GM/r

Answer 4

A velocidade orbital depende da altitude da órbita essencialmente, afinal a força cenrífuga deve contrabalancear a atração gravitacional ( ambas dependem da massa).

Answer 5

Os satélites geostacionários são satélites que se encontram parados relativamente a um ponto fixo sobre a Terra, geralmente sobre a linha do equador. Como se encontram sempre sobre o mesmo ponto da Terra, os satélites geostacionários são utilizados como satélites de comunicações e de observação de regiões específicas da Terra. Note-se que um satélite que não é geostacionário nunca está sobre a mesma zona da Terra e por isso não pode ser utilizado para observar em permanência a mesma região.

Um ponto qualquer sobre a superfície da Terra move-se continuamente em torno do eixo da Terra com uma frequência de uma volta por dia. Isto significa que um satélite geostacionário tem que se mover com a mesma velocidade angular. Os satélites artificiais existentes descrevem as mais diversas órbitas. Grande parte dos satélites não são geostacionários e descrevem várias órbitas por dia. Como é que é possível colocar satélites em órbita com velocidades orbitais distintas? A resposta está na altitude a que os satélites são colocados e na velocidade inicial que lhes é imprimida. Quanto mais alta for a órbita de um satélite menor é a sua velocidade angular.

A altitude para se colocar o satélite é de 35.786 km, onde a força centrífuga e a força centrípeta do planeta se anulam.