PROYECTO "La puesta en órbita de un satélite geoestacionario de un kilogramo de peso".

PROYECTO

"La puesta en órbita de un satélite geoestacionario de un kilogramo de peso".

OBJETIVO

Desarrollar el modelo de la puesta de un satélite geoestacionario deun kilogramo de peso.

INTRODUCCION

Movimiento ondulatorio, representado por una onda, es la propagación de la perturbación de alguna magnitud física de un punto a otro del espacio, sin que exista transporte neto de materia entre ambos; solamente se transmite o propaga energía. Para que haya transferencia de energía mediante un movimiento ondulatorio, tiene que haber una fuente que origine la perturbación que luego se propaga en el espacio que la rodea.

MODELO TEORICO

En un movimiento ondulatorio se propaga una vibración que se origina en un punto del espacio (fuente o foco emisor) y se transmite a los restantes puntos. Describir el movimiento ondulatorio implica dar una ecuación que nos proporcione el valor de la magnitud perturbada en cualquier punto del espacio y en cualquier instante. Las ondas armónicas unidimensionales, son ondas generadas por un oscilador armónico que se propagan a lo largo de una línea, como en una cuerda tensada horizontalmente y muy larga, que se sacude regular y verticalmente por el extremo libre

Dado el carácter periódico que presenta una onda armónica, podemos utilizar para caracterizarla una serie de magnitudes que permanecen constantes durante su propagación.

ELONGACION (y)

Es la separación de un punto del medio con respecto a la posición central de equilibrio en un instante determinado (unidad SI: metro)

AMPLITUD (A)

Es la máxima elongación de la magnitud perturbada, se corresponde con la amplitud del oscilador armónico que genera la onda. Solamente depende de la energía que propaga la onda

PERIODO (T)

Es el tiempo que tarda un punto cualquiera en repetir un determinado estado de perturbacionu oscilación (Unidad SI: segundo). También es el tiempo que tarda una onda en volver a reproducirse.

Recordemos que la inversa del periodo es la frecuencia (f=v=1/T), el número de veces que un determinado punto repite cierto estado de perturbación por unidad de tiempo. O también, el número de veces que la onda se reproduce en la unidad de tiempo

Otro parámetro ya conocido es la frecuencia angular o pulsación (ϖ=2π/T=2 πv)

LONGITUD DE ONDA (λ)

Es la distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran en idéntico estado de perturbación (suele decirse entre dos puntos consecutivos en idéntica fase) (Unidad SI: metro). Es decir, la distancia que se ha propagado la perturbación en un periodo, lo que no depende de los puntos que sirven como referencia para determinarla

VELOCIDAD DE PROPAGACION (O DE FASE) (v)

Es el desplazamiento efectuadp por la onda en la unidad de tiempo “y” como ya hemos comentado depende de las características del medio (elasticidad y rigidez) teniendo en cuenta los parámetros que hemos definido hasta el momento, observamos que la onda recorre una distancia en un tiempo “T”, por lo que v= λ/T (Unidad SI: m/s) Otras relaciones utiles serian v= λv= λ ϖ/2 π

NUMERO DE ONDAS (k)

Se define como la cantidad de ondas completas contenidas en una distancia de 2π metros. Es decir: k=2 π/λ (Unidad SI: metro-1). Relaciones útiles: k=2 π/vT= ϖ/v Resulta pues que el numero de ondas es la relación entre la pulsación y la velocidad de propagación.

Ecuación de una onda armónica unidimensional conocida como la ecuación de D´Alembert

Y(x,t)=A*sen(ϖt-kx+ϕ0)

Si la perturbación se desplaza en el sentido negativo al eje de las X, entonces la ecuación cambia a:

Y(x,t)=A*sen(ϖt+kx+ϕ0)

DIFRACCION

La difracción se produce en todos los tipos de ondas, ya sean sonoras, de radio, o de luz.

En nuestro caso se estudia el producido por una fuente puntal de luz, como lo es el haz laser simulado, la difracción es el patrón de interferencia que se genera al encontrar un obstáculo la onda de luz, cuyas dimensiones son comparables a la longitud de onda misma

INTERFERENCIA

La interferencia se define como el fenómeno ondulatorio en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de diferente amplitud, la interferencia que puede ocurrir puede ser constructiva o destructiva, dependiendo de la fase de ondas que se combinan.

POLARIZACION

La difraccion y la interferencia son propiedades de la Luz que apoyan la teoria ondulatoria. La polarizacion es otra importante propiedad de la luz, la cual no es solo consecuencia de que sea una onda sino que ademas se trata de una onda transversal. Las ondas longitudinales no presentan el fenomeno de la polarizacion. La direccion de la occilacion determina la orientacion del campo electrico de la onda. Cuando el campo electrico de un Haz oscila en una unica direccion, se dice que la onda esta polarizada y la orientacion del vector campo electirco se toma como la direccion de polarizacion

DESARROLLO

Retomen los resultados de las practicas que realizaron para integrar el reporte “sistemas de comunicación del satelite”. Este tercer reporte debe responder a los siguientes criterios

1. Modelar la onda que se usara para la transmision de datos y la comunicación con el saltelite apoyandote en la descripcion de la onda que hiciste en la practica 1

Como ya habiamos analizado en practicas anteriores, la onda debe tener una frecuencia muy alta, la oscilacion de la antena debe estar por el orden de los 50 MHz hasta los 40 GHz, el emisor debe trabajar a esa frecuencia y polarizar la antena con frecuencias que contengan la informacion en la banda transportadora, las longitudes de onda van desde los 6 mt hasta los 0.0075 metros. La potencia se debe tomar en cuenta ya que la enorme distancia y las nubes son obstaculos que librar

La velocidad de ondas electromagneticas en el vacio o cortando el aire llega a los 300,000 km/seg

La altura de orbita geoestacionaria es, La suma del radio de la tierra mas el punto hasta la orbita geoestacionaria medida desde el nivel medio del mar, esto es:

• r= 6378+35786

• r= 42164

• r= 4.2164 x 107 mt

la mayoria de los satelites manejan frecuencias aproximadas a 1 GHz, la longitud de ondsa es

λ=c/f = 3(108m/seg)/1(109Hz) = 0.3 m/seg

3. Modelo de un sistema de dos partículas

Datos:

Masa de la tierra: 5.9736x1024 Kg.

Constante de la Gravitación Universal: 6.673x10-11 N*m2/Km2

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