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卫星在围绕地球轨道运行时,为什么并不需要发动机仍然能够保持在固定的轨道上?

卫星在围绕地球轨道运行时,为什么并不需要发动机仍然能够保持在固定的轨道上?
参考答案:卫星在围绕地球轨道运行时,不需要发动机仍然能够保持在固定的轨道上,这主要是由牛顿的万有引力定律和物体运动的惯性原理共同作用的结果。
1.万有引力定律:根据牛顿的万有引力定律,地球和卫星之间存在相互吸引的力。这个引力提供了使卫星绕地球做圆周运动所需的向心力。
2.惯性原理:根据牛顿的第一定律(惯性定律),一个物体如果不受外力作用,或者所受外力之和为零,它将保持静止状态或匀速直线运动状态。对于卫星来说,在进入轨道时,它已经获得了足够的初始速度,使其在受到地球引力作用时不会掉回地面,而是绕地球做圆周运动。
具体来说,卫星在被发射到轨道上时,具有足够的水平速度。地球的引力作用在卫星上,将其向地球中心拉,但由于卫星具有向前的速度,它不断“落向”地球,但始终落在地球的曲面上,从而形成了一个持续不断的圆周运动。这种情况下,卫星不需要持续使用发动机来提供向心力,因为地球的引力已经充当了所需的向心力。
因此,只要没有其他显著的阻力(如大气阻力,这在低轨道上会比较明显)或其他外力干扰,卫星就可以依靠地球的引力维持在固定轨道上运行,而不需要发动机提供额外的推力。