Номер 3, страница 115, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

3. Каким образом можно изменить направление движения космического корабля после выведения его на орбиту?

3. Изменить направление движения космического корабля, который уже находится на орбите, можно, придав ему импульс с помощью двигательной установки. В условиях космического вакуума, где нет внешней среды для отталкивания, это делается на основе принципа реактивного движения, который является следствием третьего закона Ньютона и закона сохранения импульса.

Основным инструментом для маневрирования являются ракетные двигатели. При их включении из сопла с огромной скоростью выбрасывается струя раскаленных газов (рабочее тело). Согласно закону сохранения импульса, корабль получает импульс, равный по модулю и противоположный по направлению импульсу выброшенных газов. Это создает силу тяги, которая, действуя на корабль, изменяет его вектор скорости $ \vec{v} $. Поскольку скорость — это вектор, она характеризуется не только величиной (модулем), но и направлением. Изменение любой из этих характеристик приводит к изменению траектории.

Для целенаправленного изменения именно направления движения необходимо приложить силу тяги под углом к текущему вектору скорости корабля. Существуют различные типы орбитальных маневров: 1. Изменение наклонения орбиты: Чтобы изменить плоскость, в которой вращается корабль, двигатели включают в направлении, перпендикулярном этой плоскости (так называемый "нормальный" или "антинормальный" импульс). Это самый прямой и энергетически затратный способ изменить направление движения в пространстве. 2. Изменение формы орбиты: Включение двигателей по направлению движения (проградный импульс) или против него (ретроградный импульс) изменяет величину скорости. Это приводит к переходу корабля на новую, более высокую или низкую эллиптическую орбиту, что является изменением его траектории в целом. 3. Гравитационный маневр: Для изменения траектории, особенно в межпланетных перелетах, используется гравитационное поле планет или их спутников. Пролетая вблизи массивного небесного тела, аппарат может "позаимствовать" часть его кинетической энергии для разгона и изменения направления своего полета без затрат топлива.

Таким образом, управление направлением движения корабля — это точная задача по расчету времени, направления и продолжительности включения двигателей для приложения импульса в нужной точке орбиты.

Ответ: Направление движения космического корабля после выведения на орбиту можно изменить с помощью его собственных ракетных двигателей. На основе принципа реактивного движения, кратковременное включение двигателей создает силу тяги, которая изменяет вектор скорости корабля. Чтобы изменить именно направление, тяга должна быть приложена под углом к текущей траектории, например, перпендикулярно плоскости орбиты для изменения её наклонения. Также для значительного изменения направления и скорости в межпланетных миссиях используют гравитационные маневры у других небесных тел.