Menekülési sebesség vs orbitális sebesség
A szökési sebesség és az orbitális sebesség a fizikában két nagyon fontos fogalom. Ezek a fogalmak nagyon fontosak olyan területeken, mint a műholdas projektek és a légköri tudomány. A menekülési sebesség az oka annak, hogy légkörünk van, a Holdnak pedig nincs. Elengedhetetlen, hogy jól ismerjük ezeket a fogalmakat a releváns területeken való kiemelkedés érdekében. Ez a cikk megpróbálja összehasonlítani a menekülési sebességet a pálya sebességével, azok definícióival, számításokkal, hasonlóságokkal és végül különbségekkel.
Szökési sebesség
Mint a gravitációs mező elméletből tudjuk, egy tömegű tárgy mindig vonzza bármely más olyan tárgyat, amely véges távolságra van az objektumtól. Amint a távolság növekszik, a két objektum közötti erő a távolság inverz négyzetével csökken. A végtelenben a két objektum közötti erő nulla. A tömeg körüli pont potenciálját az a munka határozza meg, amelyet el kell végezni annak érdekében, hogy az egységnyi tömegű tárgy a végtelenségtől az adott pontig jusson. Mivel mindig van vonzerő, a munkát el kell végezni, negatív; ezért a potenciál egy pontban mindig negatív vagy nulla. A potenciális energia a potenciál szorzata a hozott tárgy tömegével. A menekülési sebesség az a sebesség, amelyet meg kell adni egy tárgynak ahhoz, hogy minden más erő nélkül a végtelenbe juttassa. Az energia szempontjábólaz adott sebesség miatti mozgási energia megegyezik a potenciális energiával. Ezzel az egyenlőséggel megkapjuk a menekülési sebességet (2GM / r) négyzetgyökeként. Ahol r a sugárirányú távolság a ponthoz képest.
Orbitális sebesség
Az orbitális sebesség az a sebesség, amelyet egy objektumnak meg kell tartania ahhoz, hogy egy bizonyos pályán lehessen. Az r sugarú pályán haladó objektum esetében a pálya sebességét az (F r / m) négyzetgyök adja meg, ahol F a nettó befelé ható erő, m pedig a pálya tárgyának tömege. A tömegrendszer befelé irányuló ereje GMm / r 2. Ennek helyettesítésével megkapjuk az orbitális sebességet (GM / r) négyzetgyökeként. Ez egy konzervatív mező mechanikus energiatakarékosságával is igazolható. Meg kell jegyezni, hogy az orbitális sebesség megváltoztatja az irányt. Ezért ez valójában a gyorsulás, de a sebesség nagysága nem változik. Az űrben fellépő kis energiaveszteség miatt ez a kinetikus energia csökken, majd az objektum alacsonyabb pályára kerül, hogy stabilizálódjon.
Mi a különbség a menekülési sebesség és az orbitális sebesség között?
• A menekülési sebesség az a sebesség, amely a felszínről való kilépéshez szükséges.
• A pálya sebessége az a sebesség, amely szükséges egy tárgy pályán tartásához.
• Mindkét mennyiség független a mozgó tárgyaktól.
• A menekülés sebessége csökken, amikor az objektum eléri a végtelenséget, és a végtelenben a sebesség nulla lesz.
• A pálya sebessége az egész pályán állandó marad. A pálya sebessége megváltoztatja az irányt.
