Estudo de um satélite em órbita

Estudo de um satélite em órbita 
As Leis de Kepler diz que qualquer satélite de qualquer planeta, pode estar em órbita circular ou elíptica, mantendo seu movimento através da força de atração gravitacional, que é aplicada pela Terra. 

Em relação à órbita elíptica, devemos considerar sua velocidade como sendo linear de translação, onde ela é variável, e apresentando um movimento não uniforme.

Velocidade linear de translação: 
Considerando a massa de um planeta representado por M, o raio da órbita representado por r e a constante gravitacional representada por G, temos que a essa força gravitacional aplicada no satélite pelo planeta, irá realizar o papel de uma resultante centrípeta, vejamos: 

[pic 1]

Com base na figura acima, podemos tirar que: 

[pic 2]

Como falamos anteriormente, G representa a constante universal, portanto podemos concluir que a velocidade de translação possui um módulo que depende tanto da massa do planeta como do raio de sua órbita. 

Ao se tratar do mesmo planeta, é importante saber que quanto mais próximo o satélite estiver, mais alta será a velocidade de translação. 

Quando se trata do Sistema Solar, devemos considerar Mercúrio, como o planeta que possui a maior velocidade escalar média de translação, já Plutão, o que possui a menor velocidade escalar média de translação.

Período de translação (T) 

[pic 3]
Contudo podemos concluir que todo o período de um satélite irá depender tanto da massa do planeta, como do raio de sua órbita.

Energia 
Vejamos os três tipos de energia: 

1- Energia cinética:

[pic 4]

2- Energia potencial 

Para podermos descobrir a energia potencial gravitacional, devemos usar a seguinte expressão: 

[pic 5]

Se pensarmos em comparar a expressão da energia cinética, com a expressão da energia potencial, teremos:

[pic 6]

3- Energia mecânica 

Como vimos nos conteúdos anteriores, a energia mecânica é considerada a soma de duas energias, ou seja, ela é a soma da energia cinética com a energia potencial, portanto temos: 

Em = Ecin + Epot = Ecin + (-2 Ecin) 

Portanto:

[pic 7]

O fator decisive sobre o tipo de órbita é a energia Sistema. Se a energia for menor que 0 a órbita é elíptica ou circular, se for igual a zero a órbita é parabólica e se a enegia for maior que 0 a órbita é hiperbólica

Imponderabilidade no interior do satélite 

Primeiramente vamos explicar o que significa imponderabilidade. 
A imponderabilidade pode ser considerada como uma ausência de peso, e no caso dos satélites essa imponderabilidade é considerada uma sensação dessa ausência, ou seja, dentro de uma nave em órbita, os corpos são capazes de flutuarem. Isso não quer dizer que não exista força gravitacional, é que é somente usada a resultante centrípeta dessa força, para fazer com que o corpo se mantenha em órbita. 

Neste caso não existe troca de forças de compressão com o astronauta e o chão da nave. Podemos citar um exemplo da Terra, quando uma pessoa está dentro de um elevador em queda livre, a pessoa consequentemente não irá se submeter a uma compressão no chão do elevador. 

É comum dizermos que um corpo quando está em órbita, não possui peso. Quando falamos isso, estamos afirmando que qualquer objeto que estiver dentro de um satélite e também o satélite apresenta uma queda livre com a mesma aceleração em sua órbita com relação ao planeta. Essa aceleração é imposta através da atração gravitacional do planeta.