เทคโนโลยีอวกาศ : แรงดึงดูดระหว่างมวลและวงโคจร

เทคโนโลยีอวกาศ : แรงดึงดูดระหว่างมวลและวงโคจร

     หากสมมติให้ปืนใหญ่กระบอกหนึ่งสามารถยิงลูกปืนใหญ่ออกจากปากกระบอกได้ด้วยความเร็วแตกต่างกัน ทั้งยังสามารถยิงลูกปืนใหญ่ให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากๆ ได้ ดังรูป

     เมื่อลูกปืนใหญ่ถูกยิงด้วยความเร็วต่ำ การเคลื่อนที่ของลูกปืนใหญ่จะอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงขับดันจากปืนใหญ่และแรงดึงดูดของโลก ทำให้เส้นทางการเคลื่อนที่มีลักษณะเป็นเส้นโค้งที่มีจุดเริ่มต้นอยู่ที่ปลายกระบอกปืนและจุดสุดท้ายจะจบที่พื้นผิวโลก เราสามารถคำนวณหาได้ว่าลูกปืนใหญ่จะตกที่ระยะห่างจากตัวปืนใหญ่เท่าไหร่ที่ความเร็วเริ่มต้นแตกต่างกัน

     แต่เมื่อลูกปืนใหญ่ถูกยิงด้วยความเร็วมากๆ ค่าหนึ่ง กลับกลายเป็นว่าเส้นทางการเคลื่อนจะมีลักษณะเป็นวงกลมรอบโลก โดยเมื่อครบ 1 รอบ ลูกปืนใหญ่จะวนมาหาจุดเริ่มต้นอีกครั้ง สังเกตเห็นว่าการเคลื่อนที่ของลูกปืนใหญ่ยังอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงขับดันจากปืนใหญ่ (ซึ่งมีความเร็วมากกว่าเดิม) และแรงดึงดูดโลก (ซึ่งมีค่าเท่าเดิม) แต่เส้นทางได้เปลี่ยนจากเส้นโค้งเป็นเส้นทางวงกลม นักเรียนคิดว่าถ้าสามารถยิงปืนใหญ่ด้วยค่ามากกว่าความเร็วดังกล่าวแล้ว เส้นทางการเคลื่อนที่ของลูกปืนใหญ่จะเป็นเช่นไร