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O que é um satélite geostacionário? Os satélites geostacionários são satélites que se encontram parados relativamente a um ponto fixo sobre a Terra, geralmente sobre a linha do equador. Como se encontram sempre sobre o mesmo ponto da Terra, os satélites geostacionários são utilizados como satélites de comunicações e de observação de regiões específicas da Terra. Note-se que um satélite que não é geostacionário nunca está sobre a mesma zona da Terra e por isso não pode ser utilizado para observar em permanência a mesma região. Um ponto qualquer sobre a superfície da Terra move-se continuamente em torno do eixo da Terra com uma frequência de uma volta por dia. Isto significa que um satélite geostacionário tem que acompanhar o movimento da Terra, ou seja, ter um período de 24horas e mover-se com a mesma velocidade angular que a Terra. Os satélites artificiais existentes descrevem as mais diversas órbitas. Grande parte (a maioria) dos satélites não são geostacionários e descrevem várias órbitas por dia. Como é que é possível colocar satélites em órbita com velocidades orbitais distintas? A resposta está na altitude a que os satélites são colocados e na velocidade inicial que lhes é imprimida. Quanto mais alta for a órbita de um satélite menor é a sua velocidade angular. A altitude para se colocar o satélite é de 35.786 km, onde a força centrífuga e a força centrípeta do planeta se anulam.
Movimento dos satélites geostacionários Um satélite geostacionário descreve, com velocidade de módulo constante, uma órbita em que se mantém constante à distância ao centro da Terra (trajectória circular). Como o módulo da velocidade é constante, a variação da energia cinética do satélite não muda. Os satélites em órbita são actuados por forças gravitacionais, estes estão em queda livre, mas não caiem para a terra porque a sua velocidade de lançamento foi suficientemente grande para “escapar” à força gravítica à superfície da Terra e atingirem a altitude desejada. A velocidade orbital e a velocidade de “escape” são-lhe comunicadas através de foguetões. O movimento do satélite é circular e acompanha a curvatura da Terra, mantendo-se sempre à mesma altitude. A única força que actua no satélite é a força gravitacional, a direcção da força é perpendicular à direcção da velocidade e provoca constantemente, a mudança de direcção da velocidade do satélite, embora não se altere o seu valor.
Pelo Teorema da energia cinética (WFr = DEc), concluímos que a Fg não realiza trabalho sobre o satélite, a Fg ^ v é portanto Fg ^ r então WFg = 0J Condições de lançamento de um satélite Para que um satélite seja colocado em órbita é necessário lançá-lo conjuntamente com um foguetão, a partir de uma posição conveniente situada à superfície da Terra. No lançamento de um satélite provoca-se a conversão de energia química em energia potencial gravítica e em energia cinética. O foguetão utilizado no lançamento deve abandonar o satélite no espaço com energia suficiente de modo a que este possa descrever uma trajectória circular com centro no centro da Terra, isto é, tal que a força gravitacional tenha uma direcção que, em cada instante, seja perpendicular à da velocidade.
Condições para que um satélite seja geostacionário Os satélites são ditos geostacionários quando estes são colocados numa órbita circular em torno da Terra tal que a sua velocidade angular seja a mesma da terra, ou seja, para um observador na terra o satélite comporta-se como se estivesse estacionário num determinado local no céu. Características da aceleração A aceleração do movimento circular uniforme, aceleração centrípeta, é pois, radial, dirigida para o centro da trajectória e de módulo constante. Características: . Ponto de aplicação: satélite . Direcção: radial . Sentido: centrípeto
. Módulo:
acp = w2.R Definição de período, frequência e velocidade angular Período (T): tempo que a partícula demora a completar uma rotação – unidade SI é o segundo (s). Frequência (f ): número de voltas executadas na unidade de tempo – unidade SI é o Hertz (Hz ou s-1) T = f-1 Velocidade angular (w): é o ângulo descrito pela partícula na unidade de tempo – unidade SI é o rad/s. w = Dj / Dt Se a partícula descreve uma volta completa ∆φ=π e ∆t = T, então: w = Dp / T Relacionação entre as grandezas velocidade linear e velocidade angular com o período e/ou frequência V = Ds / Dt Podemos relacionar ∆s = ∆φ x r Então: v = w x r e v = (Dp / T ).r Logo a velocidade linear é: . Directamente proporcional à velocidade angular e ao raio . Inversamente proporcional ao período (sendo o raio constante) A velocidade angular apenas depende do período ou da frequência, ou seja não depende do raio. w = Dp / t = 2pf Bibliografia: Sites: . http://penta2.ufrgs.br/tp951/geoest.html . http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialsatcom/pagina_1.asp . http://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/arthurclarke/clarke02.htm . http://pt.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_geoestacion%C3%A1rio . http://www3.cptec.inpe.br/satelite/metsat/pesquisa/radsat/sat_equa.htm . http://www.ferrao.org/uploaded_images/geostationary_orbit.jpg Livros: . Escoval, Maria Teresa; Capucho, Rosa; Yun, João; Problemas da física e química; Editorial Presença . Ventura, Graça; Fiolhais, Carlos; Paiva; João; Ferreira, António José; 11F, Texto editores
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