Всем привет!

Почему спутник не падает? Да он всё время падает. Если бросить камень под углом к горизонту , он пролетит небольшое расстояние и упадёт. Бросим посильнее - улетит дальше, но всё равно упадёт.

Что значит "посильнее" ? Значит - сообщим ему более высокую начальную скорость.

Теперь бросим ещё сильнее - с помощью пушки. Разгоним его до скорости в несколько сотен метров в секунду. Тут уж нам с вами нужно вспомнить о том, что Земля-то наша круглая. Поэтому вот что получается:


Если бы Земля была плоская , снаряд упал бы в точку А , но на круглой Земле он летит дальше, в точку В , но всё равно падает.

Теперь попробуем бросить ещё сильнее - с помощью ракеты. Сообщим ему 1-ю космическую скорость 7,9 км\с.


Теперь наш снаряд падает мимо Земли. Но в точке 2 и сила притяжения направлена куда-то в сторону (она показана красными стрелками). Для удобства повернём картинку.


Наш снаряд переместился в точку 3, и его опять тянет налево. Повернём картинку ещё раз.


И ещё раз.



Круг замкнулся! Наш снаряд снова в точке 1 и летит в ту же сторону с той же скоростью ! Так он может летать неопределённо долго, не потребляя энергии .Просто он всё время падает и всё время мимо Земли.

Замечу:

Когда спутник уже летит по своей орбите с выключенным двигателем, становится неважно, как он сюда попал. Стартовал с поверхности Земли, как у нас с вами, или прилетел откуда-то, например, с Луны, и притормозил при сближении с Землёй. Или вообще тут и был миллиарды лет. Потому все эти рассуждения точно также относятся и к естественным спутникам , планетам и другим небесным телам. Все они всё время падают, кто на Землю, кто на Солнце, .... и всё время мимо.

Итак, мы только что выяснили, что нам нужно: надо разогнать спутник до Первой космической скорости, почти восемь километров в секунду ( а не поднять его на какую-то высоту, всё равно упадёт).Но как это сделать?

Я ведь неспроста перешёл от пушки к ракете. Что происходит внутри артиллерийского ствола? Если зажмурить левый глаз (что мы с вами будем делать регулярно), то порох там из твёрдого тела мгновенно превращается в газ, который, конечно же, имеет такую же массу, и пока что занимает тот же объём. Потому он изначально сжат до умопомрачительного давления, и со всех ног вырывается из ствола.

Предположим, что вся скрытая энергия пороха, без остатка, ушла на разгон этого газа. Какую скорость он наберёт? Ответ известен: чуть более 2-х километров в секунду.

И количество вещества роли не играет: большее его количество содержит в себе больше скрытой энергии, но и газов будет тоже больше, потому на их разгон больше надо и потратить. Если мы засунули в ствол ещё и снаряд, то часть энергии уйдёт на него, а значит, скорость будет меньше. На практике она редко превышает 1 км/с, а если и превышает, то не намного.

В пределе, в теории, если снарядик маленький, а заряд очень большой, то можно максимально приблизимся к двум км/с, но никак не больше. А нужно целых восемь! Как же нам быть?

Достойный ответ нашёл на рубеже 19 и 20 веков К.Э. Циолковский, хотя у него были и предшественники, и немало. Разогнаться до нужной скорости может ракета, даже если она использует для своего движения тот же порох, вылетающий из сопла со скоростью те же 2 км/с.

Как же у неё так ловко получается? Об этом мы с вами узнаем в следующий раз, оставайтесь на связи.