Orbit rendah memberi perincian dan lengah isyarat yang singkat, manakala orbit tinggi memberi liputan luas dan satu pusingan yang lebih lama. Semasa pelancaran, roket memerlukan tujah lebih besar daripada beratnya.
Pelajaran ini sebahagian daripada teknologi angkasa dalam panduan SPM Sains. Ia menyambung menerangkan fungsi satelit.
Bagaimana orbit rendah dan tinggi berbeza?
Jadual ini menggunakan nilai asal yang dibundarkan untuk satu latihan. Ambil laju gelombang radio sebagai 3 × 10⁸ m/s.
| Satelit P | Satelit Q | |
|---|---|---|
| Ketinggian dari Bumi | 600 km | 36 000 km |
| Masa satu orbit | 1.6 j | 24 j |
| Orbit sehari | 24 ÷ 1.6 = 15 | 24 ÷ 24 = 1 |
| Lengah isyarat sehala | 600 000 ÷ 3 × 10⁸ = 0.002 s | 36 000 000 ÷ 3 × 10⁸ = 0.12 s |
Satelit P melihat kawasan tanah yang kecil dengan perincian tinggi dan melintasi sesuatu tempat beberapa kali sehari. Satelit Q ialah satelit geopegun yang kekal di atas satu wilayah dan meliputi kawasan yang jauh lebih luas, tetapi lengah isyaratnya 60 kali lebih lama.
Contoh dikerjakan: memilih orbit
Sebuah agensi pemetaan mahukan imej terperinci sebuah bandar setiap beberapa jam. Satelit mana yang sesuai?
- Keperluan: perincian dan pemerhatian yang kerap.
- Pilihan: Satelit P, orbit rendah.
- Sebab: ia dekat dengan tanah, maka imej menunjukkan perincian halus, dan ia membuat 15 orbit sehari, jadi ia kembali kerap. Satelit Q meliputi kawasan luas tetapi kurang terperinci dan hanya satu orbit sehari.
Kesilapan yang menghilangkan markah
Kesilapan lazim ialah menulis bahawa orbit lebih tinggi bermakna satelit lebih laju, kerana ia “lebih jauh dan bergerak lebih banyak”. Data menunjukkan sebaliknya, kerana Q mengambil 24 j dan P mengambil 1.6 j.
| Langkah | Salah | Betul |
|---|---|---|
| Ketinggian dan kelajuan | Lebih tinggi lebih laju | Lebih tinggi mengambil masa lebih lama setiap orbit |
| Perincian | Lebih tinggi melihat lebih terperinci | Lebih rendah melihat lebih terperinci |
| Liputan | Lebih rendah meliputi lebih luas | Lebih tinggi meliputi kawasan lebih luas |
| Lengah | Sama pada semua ketinggian | Lebih lama untuk orbit lebih tinggi |
Kaedah pembetulannya ialah membaca jadual lajur demi lajur sebelum menulis perbandingan.
Bagaimana roket meninggalkan tanah?
Gas ekzos ditolak ke bawah, dan roket ditolak ke atas dengan daya yang sama besar. Daya ke atas itu ialah tujah.
Ambil roket berjisim 500 000 kg dengan g = 10 m/s². Berat = 500 000 × 10 = 5 000 000 N. Jika tujah ialah 7 500 000 N, daya bersih = 7 500 000 − 5 000 000 = 2 500 000 N ke atas. Pecutan = 2 500 000 ÷ 500 000 = 5 m/s², dengan andaian jisim tetap pada ketika itu.
Semak sendiri
Sebuah roket berjisim 200 000 kg mempunyai tujah 2 600 000 N. Ambil g = 10 m/s². Bolehkah ia berlepas? Cari pecutannya.
Jawapan
Berat = 200 000 × 10 = 2 000 000 N. Tujah 2 600 000 N lebih besar daripada berat, maka roket boleh berlepas.
Daya bersih = 2 600 000 − 2 000 000 = 600 000 N. Pecutan = 600 000 ÷ 200 000 = 3 m/s². Andaian: jisim tetap pada ketika itu.
Apa yang dipelajari seterusnya
Teruskan dengan membaca data teknologi angkasa, kemudian uji topik dengan set latihan teknologi angkasa.
Jika anda mahu seorang guru mengerjakan perbandingan orbit dan pelancaran bersama anda, lihat tuisyen Sains dalam talian satu-lawan-satu.