Các vệ tinh xoay quanh quỹ đạo như thế nào? Tại sao?

Từ khóa tìm kiếm: Hãy Trả Lời Em Tại Sao? – Tập 4 – Arkady Leokum

Cái gì khiến cho hành tinh cứ xoay vần theo quỹ đạo nhất định, không chệch ra ngoài? Muốn hiểu điều này ta phải quay trở lại tìm hiểu một vài nguyên lý do Sir Isaac Newton khám phá ra từ thế kỷ XVII.

Nguyên lý đầu tiên của Newton là nguyên lý quán tính.

Nguyên lý này phát biểu như sau: “Một vật thể sẽ giữ nguyên trạng thái hoặc chuyển động theo đường thẳng nếu nó không bị tác động bởi một lực từ bên ngoài”. Ta xem luật đó chi phối vào một tên lửa được bắn vào không khí như thế nào. Theo “nguyên lý Newton” thì tên lửa sẽ tiếp tục bay theo đường thẳng (đường mà hỏa tiền đó được phóng lên) trừ khi nó bị tác động bởi một lực từ bên ngoài. Vậy, lực từ bên ngoài tác động vào tên lửa đang bay là lực nào? Thưa đó là trọng lực tức là sức hút (sức kéo xuống) của trái đất. Trái đất “kéo” mọi vật vào trung tâm của nó. Bởi vậy, thay vì bay vọt ra không gian theo đường thẳng thì hỏa tiễn lại bị kéo xuống hướng vào trung tâm trái đất. Trọng lực – tức là sức kéo xuống của trái đất – tác động vào tên lửa ở mức 4,3m/giây. Tuy nhiên như ta biết, trái đất là một khối hình cầu, nghĩa là mặt đất cong. Do đó, khi hỏa tiễn bị kéo xuống – “rớt” xuống – thì thay vì rớt thẳng, đường đi của nó cũng sẽ bị uốn cong theo hình mặt đất. Nhưng, nếu hỏa tiễn được phóng đi với tốc độ 27200km/giờ thì độ cong khi rớt xuống sẽ bằng với độ cong của mặt trái đất. Và như vậy, mặc dù, nó vẫn bị hút xuống nhưng đồng thời vẫn di chuyển theo quỹ đạo của nó quanh trái đất. Tuy nhiên, nếu có một cái gì đó tác động vào hỏa tiễn đang chuyển động – vì hỏa tiễn đâu đã lên cao đủ để thoát ra khỏi hẳn bầu khí quyển – thì chắc chắn sự chuyển động của hỏa tiễn bị ảnh hưởng. đến đây, ta phải nói đến lực ma sát do không khí tạo ra. Lực ma sát làm giảm tốc độ của hỏa tiễn, và do đó phá vỡ sự cân bằng giữa sức đẩy ra của hỏa tiễn và sức hút của trái đất. Kết quả là rốt cục thì hỏa tiễn cũng sẽ lại rớt xuống trái đất.

Nhưng nếu hỏa tiễn đủ mạnh để thoát khỏi bầu khí quyển và sức hút của trái đất thì nó lại bị ảnh hưởng bởi sức hút của mặt trời. Và thế là nó lại quay theo quỹ đạo mặt trời. Tuy nhiên, vì trong không gian không có không khí, do đó không có lực ma sát, nên hỏa tiễn cứ tiếp tục quay hoài theo quỹ đạo mặt trời.