فيديو السؤال: العلاقة بين ارتفاع القمر الصناعي فوق سطح الأرض والفترة المدارية الفيزياء

يوضح الجدول الارتفاعات التي تدور عندها ثلاثة أقمار صناعية حول الأرض. يتبع كل قمر صناعي مدارًا دائريًّا. أي الأقمار الصناعية يستغرق زمنًا أطول في الدوران حول الأرض؟ أي الأقمار الصناعية يستغرق زمنًا أقصر في الدوران حول الأرض؟ يوتلسات ‪113‬‏ غربًا إيه قمر صناعي متزامن أرضيًّا. ما الزمن الذي يستغرقه في الدوران حول الأرض؟

٠٥:١٨

‏نسخة الفيديو النصية

يوضح الجدول الارتفاعات التي تدور عندها ثلاثة أقمار صناعية حول الأرض. يتبع كل قمر صناعي مدارًا دائريًّا. أي الأقمار الصناعية يستغرق زمنًا أطول في الدوران حول الأرض؟ أي الأقمار الصناعية يستغرق زمنًا أقصر في الدوران حول الأرض؟ يوتلسات 113 غربًا إيه قمر صناعي متزامن أرضيًّا. ما الزمن الذي يستغرقه في الدوران حول الأرض؟

للإجابة عن هذه الأسئلة، علينا الرجوع إلى الجدول الذي يتضمن معلومات حول ارتفاع مدار كل قمر صناعي فوق سطح الأرض. وفقًا للجدول، يدور القمر الصناعي تيرا على ارتفاع 709 كيلومترات فوق سطح الأرض. ويدور القمر الصناعي أيس سات اثنين على ارتفاع 496 كيلومترًا فوق سطح الأرض. ويدور يوتلسات 113 غربًا إيه على ارتفاع 35800 كيلومتر فوق سطح الأرض. دعونا نبدأ بالجزء الأول من السؤال ونحدد أي الأقمار الصناعية يستغرق زمنًا أطول في الدوران حول الأرض. بعبارة أخرى، ستكون المقارنة هنا متعلقة بالفترة المدارية لكل قمر صناعي، وهي مقدار الزمن الذي يستغرقه كل قمر لإتمام دورة كاملة حول الأرض. دعونا نسترجع العوامل التي تحدد الفترة المدارية للقمر الصناعي.

بالنسبة إلى المدار الدائري، كالذي لدينا هنا، فإن الفترة المدارية للقمر الصناعي تعتمد على كتلة الجسم الكبير الذي يدور حوله القمر الصناعي والمسافة التي يبعدها القمر عنه. في هذا السؤال، تدور الأقمار الصناعية كلها حول الجسم نفسه؛ وهو كوكب الأرض. ومن ثم، يمكننا المقارنة بين الفترات المدارية للأقمار الصناعية عن طريق المقارنة بين المسافة التي يبعدها كل منها عن الأرض. عندما يكون القمر الصناعي أبعد عن الأرض، فإنه يتحرك بشكل أبطأ مما لو كان أقرب إلى الأرض، ويكون عليه التحرك في مسار أطول لإتمام دورة كاملة. لهذا السبب، يكون للقمر الصناعي الأبعد فترة مدارية أطول.

حسنًا، مطلوب منا تحديد أي قمر صناعي له الفترة المدارية الأطول. لذا، ليس علينا سوى التفكير في القمر الصناعي الأبعد عن الأرض. بالنظر إلى الجدول، يتضح لنا أن يوتلسات 113 غربًا إيه هو الأبعد عن الأرض. في الواقع، إنه أبعد 50 مرة تقريبًا عن الأرض مقارنة بالقمر الصناعي تيرا، وأبعد 70 مرة عن الأرض مقارنة بأيس سات اثنين. وبذلك نعلم أن يوتلسات 113 غربًا إيه، يستغرق زمنًا أطول بكثير في الدوران حول الأرض.

والآن، دعونا نفكر في القمر الصناعي الذي يستغرق زمنًا أقصر في الدوران حول الأرض. لقد أوضحنا بالفعل أنه كلما كان القمر الصناعي أبعد عن سطح الأرض، طالت فترته المدارية. لذلك، من المنطقي أن يكون للقمر الصناعي الأقرب إلى سطح الأرض فترة مدارية أقصر؛ وذلك لأنه يتحرك بسرعة أكبر وليس عليه التحرك مسافة أطول لإتمام دورة كاملة. إننا نريد هنا معرفة أي قمر صناعي له أقصر فترة مدارية. لذا، كل ما علينا فعله هو تحديد القمر الصناعي الأقرب إلى الأرض. بالرجوع إلى الجدول مرة أخرى، يمكننا ملاحظة أنه من بين هذه الأقمار الصناعية الثلاثة، القمر الصناعي أيس سات اثنين هو الأقرب إلى سطح الأرض. ومن ثم، نعلم أن أيس سات اثنين يستغرق زمنًا أقصر في الدوران حول الأرض.

في الجزء الأخير من هذا السؤال، علمنا أن يوتلسات 113 غربًا إيه يتحرك في مدار متزامن أرضيًّا. إننا نريد أن نعرف الزمن الذي يستغرقه في الدوران حول الأرض أو فترته المدارية. يمكننا أولًا التفكير في معنى أن يكون القمر الصناعي متزامنًا أرضيًّا. لكن ليس علينا التفكير كثيرًا هنا، فهذا يعني أن موقع القمر الصناعي يبقى ثابتًا بالنسبة إلى الأرض. وهذا يتحقق بدوران القمر فوق خط الاستواء في نفس اتجاه دوران الأرض حول محورها؛ أي من الغرب إلى الشرق.

ولكي يبقى القمر الصناعي مستقرًّا في موضعه بالنسبة إلى الأرض، يجب أن يتم دورة واحدة كاملة خلال نفس الفترة التي تستغرقها الأرض لإتمام دورة واحدة كاملة. تستغرق الدورة الكاملة للأرض، أو اليوم الواحد، 24 ساعة. وهذه هي الفترة المدارية اللازمة لكي يكون القمر الصناعي في مدار متزامن أرضيًّا. وبذلك، نعلم أن يوتلسات 113 غربًا إيه يستغرق 24 ساعة في الدوران حول الأرض.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.