AEROSPACE PHYSICS · INTERACTIVE LAB
궤도 탐험실
조작변인을 직접 선택하고 값을 바꾸며 공전 주기와 인공위성의 운동을 관찰해 보세요.
궤도 조건 설정
체크박스로 조작할 변인을 선택하세요. 선택한 항목만 값을 바꿀 수 있습니다.
궤도 반지름은 지구 중심부터 위성까지의 거리입니다. 조작변인을 1개 이상 선택해 주세요.
10,000 km
6,500 km42,000 km
1.00 × 지구 질량
0.5배2배
지구 질량을 바꾸면 중력의 크기가 달라집니다.
6.31 km/s
1 km/s12 km/s
속력을 직접 조작하면 공전 주기는 궤도 둘레 ÷ 속력으로 계산합니다.
T = 2πr / v 속력을 직접 조작할 때 사용하는 계산식
속력을 조작하지 않을 때는 중력에 맞는 원형 궤도 속력 v = √(GM/r)을 계산합니다. 시뮬레이션은 원리를 비교하기 위한 단순화 모델입니다.
계산 결과
반지름을 바꾸면 결과가 자동으로 갱신됩니다.
공전 주기
165.9
분
공전 주기
2.76
시간
공전 속력
6.31
km/s
궤도 둘레
62,832
km
인공위성 실시간 공전움직임은 개념 시각화
반지름·질량에 따른 운동 변화
궤도 그림은 원리를 보여 주는 개념도이며 실제 거리 비율을 정확히 나타내지는 않습니다.
반지름에 따른 공전 주기 비교
대표적인 반지름 3개와 현재 선택한 값을 비교합니다.
반지름·질량에 따른 운동 변화
| 반지름 | 공전 주기 | 공전 주기(시간) |
|---|
결과 해석
계산값이 의미하는 물리적 관계를 확인합니다.
반지름이 커질수록 공전 주기가 길어집니다.
- 지구 중력은 인공위성의 원운동에 필요한 구심력 역할을 합니다.
- 더 먼 원형 궤도에서는 공전 속력이 더 작아집니다.
- 궤도 둘레도 커지므로 한 바퀴 도는 데 더 긴 시간이 필요합니다.
사용한 공식과 변수
고2 물리 개념을 바탕으로 중력과 원운동의 관계를 적용했습니다.
- 만유인력: F = GMm / r²
- 구심력: F = mv² / r
- 원형 궤도에서는 두 힘을 같게 두어 v = √(GM/r)을 구할 수 있습니다.
- 공전 주기는 T = 2πr/v입니다. 속력을 직접 조작할 때는 이 식으로 공전 주기를 계산합니다.
G는 만유인력 상수(6.67430×10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻²), M은 지구 질량(약 5.972×10²⁴ kg), r은 지구 중심부터 위성까지의 거리(m)입니다. 지구 질량 조절은 기준 지구 질량의 0.5~2배 범위로 비교합니다. 속력을 직접 조작하는 경우에는 T = 2πr/v를 사용하며, 속력과 질량을 동시에 바꾸는 설정은 실제 원형 궤도의 조건과 다를 수 있는 비교용 모델입니다. 결과는 이상적인 원형 궤도 계산값이며 실제 위성의 궤도는 여러 조건의 영향을 받을 수 있습니다.