Question

为什么卫星保持在轨道

Answer 1

第一,一切有质量的物体之间有一种相互作用的吸引力,我们把它叫做"万有引力",其大小为gmm/r2(m、m分别为两个物体的质量，r2是r的平方，g为万有引力常数）。
第二,根据牛顿运动定理计算,物体要做匀速圆周运动(卫星的运动近似于这种运动),必须受到一个时刻在运动方向一侧(左或右)并与运动方向垂直的大小为mv2/r(v2是v的平方)的力，我们把它称为物体在半径为r的圆轨道上作匀速圆周运动所需要的“向心力”。
第三,综合以上两点,我们认为正是地球对卫星的万有引力提供了卫星围绕地球做圆周运动的向心力。
当然事实上牛顿是用月球推证的。
当卫星的质量m、速度v和距地心的距离r恰好满足gmm/r2=mv2/r（
此时m是地球质量），即万有引力等于所需向心力时，卫星就将在距地心为r的圆轨道上做圆运动。
而由于各种干扰，卫星可能不能处在这种平衡中，这是需要卫星上的动力推进来矫正参数使之重新达到平衡。前天神六进行的那种让宇航员在仓里大幅度运动的实验就是为了看卫星是否会因为这些干扰打破平衡偏离轨道，结果实验成功，卫星只是小幅度摆动，没有为了恢复平衡而启动动力推进。