Ruch po okręgu i siły w kosmosie
W ruchu po okręgu kierunek wektora prędkości ciągle się zmienia. Wektor ten jest zawsze skierowany wzdłuż stycznej do okręgu, czyli prostopadle do promienia. Gdy wartość prędkości pozostaje stała, mamy do czynienia z ruchem jednostajnym po okręgu.
Czas jednego pełnego obiegu ciała wokół środka okręgu nazywamy okresem T, mierzonym w sekundach. Częstotliwość f mówi nam, ile okrążeń ciało wykonuje w ciągu jednej sekundy (jednostka: herc [Hz]). Te dwie wielkości są ze sobą powiązane wzorami: f=T1 lub T=f1.
Prędkość w ruchu jednostajnym po okręgu obliczamy ze wzoru: V=t2πr, gdzie r to promień, a t to czas. Aby ciało mogło poruszać się po okręgu, potrzebna jest siła dośrodkowa skierowana do środka okręgu. Obliczamy ją ze wzoru: Fd=mrv2. Im większa masa ciała i prędkość oraz mniejszy promień zakrętu, tym większej siły potrzeba.
💡 Ciekawostka: Kiedy następnym razem będziesz na zakręcie w samochodzie i poczujesz, że "coś cię wypycha" na zewnątrz - to nie jest żadna magiczna siła odśrodkowa! To po prostu twoja bezwładność, która chce utrzymać cię w ruchu po linii prostej, podczas gdy samochód skręca.
Prawo powszechnego ciążenia mówi nam, że każde dwa ciała przyciągają się siłą grawitacji. Siłę tę obliczamy wzorem: F=Gr2m1m2, gdzie G to stała grawitacji $6,67 \cdot 10^{-11} \frac{N m^2}{kg^2}$. Im większe masy ciał i mniejsza odległość między nimi, tym silniejsze przyciąganie.
W kosmosie możemy obserwować różne stany: przeciążenie (ciało poddawane siłom zewnętrznym innym niż grawitacja), niedociążenie (siła bezwładności przeciwna do grawitacji) oraz nieważkość (na ciało działa tylko siła grawitacji).