为什么轨道越高能量越大?
1.卫星轨道是圆轨道的情况:
设地球质量为 M ,轨道半径为 r ,取无穷远处为零势能点,则
E_{p}=-\frac{GMm}{r}
又 v=\sqrt{\frac{GM}{r}}
E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}=\frac{GMm}{2r}
总机械能 E=E_{p}+E_{k}=-\frac{GMm}{2r}
可以看出,当轨道半径 r 增大时, E 也会增大,即轨道高度越高,总机械能越大。
2.卫星轨道是椭圆轨道的情况:
E_{p}=-\frac{GMm}{r}
E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}
总机械能 E=-\frac{GMm}{2a} ,其中 a 为半长轴大小。
可以看出,轨道半长轴越大,总机械能越大。