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求神舟九号飞船发射的相关物理知识
1.超重与失重(飞船发射时有一段时间是处于超重状态;在太空中和返回时处于失重状态)
2.第一宇宙速度
3.向心运动
4.飞船进入大气层时的--摩擦起热\空气电离引发的黑障现象
5.宇宙高能射线
6.标准大气压
7.绝对零度
8.飞船太阳能电池--光电效应
9.反冲原理(用于火箭发射)
10.缓冲原理--航天员的座椅!
11.材料科学--也不知道它属于那个科学的,但是物理学一定包含!
12.具体的能量计算--能量守恒\动量与冲量的运算!
我能想到的就这么多了!呵呵!剩下的聪明的你就发挥自己的想像力去补充吧!
你别看这些物理知识少而且简单,但是用到具体上的话就很复杂了哦!关是计算就可以烦死人的!
也不知道你现在读的是高中还是初中,上边的你可能不全懂
载人飞机起飞的原理是什么?
飞机起飞原理:在真实且可产生升力的机翼中,气流总是在后缘处交汇,否则在机翼后缘将会产生一个气流速度为无穷大的点。这一条件被称为库塔条件,只有满足该条件,机翼才可能产生升力。 在理想气体中或机翼刚开始运动的时候,这一条件并不满足,粘性边界层没有形成。通常翼型(机翼横截面)都是上方距离比下方长,刚开始在没有环流的情况下上下表面气流流速相同,导致下方气流到达后缘点时上方气流还没到后缘,后驻点位于翼型上方某点,下方气流就必定要绕过尖后缘与上方气流汇合。由于流体粘性(即康达效应),下方气流绕过后缘时会形成一个低压旋涡,导致后缘存在很大的逆压梯度。随即,这个旋涡就会被来流冲跑,这个涡就叫做起动涡。根据海姆霍兹旋涡守恒定律,对于理想不可压缩流体在有势力的作用下翼型周围也会存在一个与起动涡强度相等方向相反的涡,叫做环流,或是绕翼环量。环流是从翼型上表面前缘流向下表面前缘的,所以环流加上来流就导致后驻点最终后移到机翼后缘,从而满足库塔条件。 由满足库塔条件所产生的绕翼环量导致了机翼上表面气流向后加速,由伯努利定理可推导出压力差并计算出升力,这一环量最终产生的升力大小亦可由库塔-茹可夫斯基方程计算: L(升力)=ρVΓ(气体密度×流速×环量值) 这一方程同样可以计算马格努斯效应的气动力。 根据伯努利定理——“流体速度越快,其静压值越小(静压就是流体流动时垂直于流体运动方向所产生的压力)。”因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,这就产生了升力。 升力的原理就是因为绕翼环量(附着涡)的存在导致机翼上下表面流速不同压力不同。
神州六号飞天中都涉及哪些物理知识
人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)在轨道运行的过程中,常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命。
据介绍,由于受地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会以每天 100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)的正常工作,常此以久将使得其轨道越来越低,最终将会坠落大气层。
据俄罗斯飞行控制中心2010年2月21日凌晨宣布,国际空间站运行轨道当天顺利提升了6.2公里,为俄罗斯载人飞船及美国航天飞机与空间站对接创造了条件。
此次轨道提升从莫斯科时间21日零时15分(北京时间21日5时15分)开始,对接在国际空间站“星辰”服务舱上的俄“进步 M-04M”货运飞船的8个发动机被启动,并工作了1557秒,从而使国际空间站运行轨道提升了6.2公里,最后到达距地球约349公里的太空轨道,整个过程是在自动状态下完成的。
飞船的发动机向后喷气将会获得向前的加速度,飞船的姿态将发生变化。那么从物理学角度如何来分析这个变轨过程?
按照人造卫星运行的规律,其在轨的运行速度V大小由下列公式决定:
其中G为万有引力恒量,M为地球的质量,r为人造卫星的轨道半径(地球半径R + 人造卫星距地面高度h)。
从以上公式可以看出,在轨的人造卫星其速度完全由轨道半径大小决定:与其的平方根成反比——轨道半径越小的,其速度越大(贴地球表面飞行,其速度最大,即为第一宇宙速度7.9千米/秒);轨道半径越大的,其速度越小。
在变轨过程中,人造卫星由低轨道调整到高轨道,其轨道半径增加,那么运行速度将比原来的小。根据上面的公式,我们可以计算出随着人造卫星轨道半径增加,其运行速度(变化)的数据:
从以上表格的数据可以看到,随着人造卫星轨道半径的增加(距地面高度的增加),其运行速度越来越小。高度每增加50千米,速度约会减小28米/秒(不是线性减小)。这次国际空间站运行轨道提升了6.2公里,其运行速度只减小了3米/秒。
有人可能对此会提出疑问——明明是飞船发动机喷气加速,那么在变轨过程中,飞船的速度应该是逐渐增加的。
我们从两个方面来作分析:
从动力学角度分析——当飞船发动机喷气加速,飞船的速度增加,作圆周运动所需的向心力增加,但是圆周运动所提供的向心力(即万有引力)不变,飞船将会作离心运动,其运行轨道将提升,速度将会减小。
从能量角度分析——
在这里我们来作以下的估算:设人造卫星的质量为2吨,原轨道半径为342.8公里,现变轨到349公里。
该人造卫星的重力势能增加值为(假设该过程中重力加速度值无变化,且值为10米/秒2)
在这个过程中该人造卫星的动能减少值为(万有引力恒量G = 6.67×10-11牛.米2/千克2,地球质量M = 5.98×1024千克)
由以上估算可以看出——该人造卫星在变轨(由低轨道升至高轨道)的过程中,重力势能增加值远远大于动能减少值。也就是说,在变轨过程中,发动机消耗的能量E主要是为了增加人造卫星的重力势能。据能量守恒关系,有 E + ΔEK = ΔEP,也就是说人造卫星调整到高轨道是以动能的损失和发动机消耗能量为代价来增加其重力势能。
万有引力定律怎样使载人飞船上天
并不是万有引力定律使飞船上天,而是利用万有引力定律来制定飞天的计划,升天主要还是需要燃料燃烧所提供的推力。
1、万有引力定律写成公式就是:F=GMm/r^2 大概意思是两个有质量的物体之间会产生引力,引力的大小就由两个物体的质量和相互之间的距离来决定。
2、这里解释还用到一个公式F=mv^2r,这是物体做圆周运动时的规律,物体A绕点B转动的时候,需要有一个向心力F,否则是无法保持匀速圆周的运动。这个向心力的大小就由这个物体的质量、速度和运动的圆周半径。
3、因为燃料是有限的,所以飞船上天之后不可能一直消耗燃料来保持运动,所以根据上面的两个公式,算出飞船被地球吸引的力,再算出在某个高度上如果将这个吸引力全部用作向心力时需要的速度,那么飞船上升到这个高度的时候有这个速度的话就不需要燃料的推力即可保持绕着地球转,因为这时引力的作用就是让飞船保持绕地球的转动,没有多余的引力来将飞船拉向地球。
4、飞船刚起飞的时候只要推力大于自身的重力就可以将飞船推向天空,然后只要在达到指定高度前达到需要的速度就可以了。
5、再重新看一下公式F=mv^2r,换一下就变成V^2=F/mr,这里就可以看出,运动的半径越小,需要的速度就越大,飞船绕着地球沿地表飞行的时候运动的半径是最小的,这时需要的速度是最大的,越往外飞,需要的速度越小,所以飞船只要超过这个速度就可以脱离地球的引力,飞出地球。根据向心力公式和万有引力公式就可以推算出这个速度。这个就是理论上的第一宇宙速度。
这些只是我自己理解的简单理论,若有错还请见谅