brzina bijega, također poznata kao kozmička prva brzina, minimalna je brzina koja je potrebna nekom objektu bez pogona da bi mogao izbjeći gravitacijsku privlačnost masivnih tijela, poput planeta i zvijezde. brzina bijega je skalarna veličina što se može izračunati kada se sva kinetička energija tijela pretvori u oblik gravitacijska potencijalna energija.
Pogledajte i: Pet fizičkih otkrića koja su se dogodila nesrećom
Kako se izračunava brzina bijega?
Brzina bijega dobiva se pretpostavkom da je cijela energijekinetika prisutan u trenutku oslobađanja tijela pretvara se u energijepotencijalgravitacijski, stoga zanemarujemo djelovanje silerasipajući, poput opterećenje donirati.
Unatoč tome što je a brzina, brzina bijega je penjati se, budući da ona ne ovisi o smjeru na koje je tijelo lansirano: budi a vertikalno lansiranje, ili čak u smjeru tangencijalni, koliko brzo tijelo treba biti, da bi moglo pobjeći od gravitacijskog polja, isto je.
Osim što ne ovisi o smjeru lansiranja, brzina bijega ovisi i o tjelesnoj masi, već o tjesteninaodplaneta.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Ispod je izračun koji se vrši za određivanje formula brzine bijega, da bismo to učinili, izjednačavamo kinetičku energiju s gravitacijskom potencijalnom energijom, promatrajmo:
M i M - masa tijela i planeta (kg)
g - gravitacijsko ubrzanje (m / s²)
G - konstanta univerzalne gravitacije (6.67.10-11 Nm² / kg²)
R - udaljenost od središta planeta (m)
v - brzina bijega (m / s)
Prikazani izračun uzeo je u obzir formulu gravitacija, dato omjerom između mase planeta i kvadrata njegovog prosječnog radijusa, pomnoženog s konstantnogravitacijski. Dobiveni rezultat pokazuje da brzina bijega ovisi samo o munja i od tjestenina planeta, pa izračunajmo kolika je brzina bijega tijela koje se projicira sa Zemljine površine na razini mora:
Prikazani izračun pokazuje da ako se objekt lansira sa Zemljine površine, s minimalnom brzinom od 11,2 km / s, u nedostatku rasipajućih sila, ovo će tijelo pobjeći iz Zemljine orbite.
Pogledajte i: Što su crne rupe i što o njima znamo?
Orbitalna brzina ili druga kozmička brzina
Ubrzatiorbitalni, također poznat kao brzinasvemirskiponedjeljak, je brzina kojom se objekt u orbiti kreće oko svoje zvijezde. Orbitalna brzina je uvijek tangensàputanja tijela u orbiti, da bismo ga izračunali, kažemo da je sila gravitacijskog povlačenja ekvivalentno je centripetalna sila, koji zadržava tijelo kružni pokreti ili na primjer eliptičnom putanjom.
Ispod prikazujemo formulu koja se koristi za izračunavanje orbitalne brzine, imajte na umu:
Formula uzima u obzir masu zvijezde u kojoj tijelo kruži, kao i polumjer njegove orbite, mjeren od centar te zvijezde. Iz ove formule i one koja se koristi za izračunavanje brzinauispušni, moguće je uspostaviti odnos između ove dvije brzine, ovaj odnos je prikazan u nastavku:
riješene vježbe
Pitanje 1)(Who) Knjiga američkog pisca znanstvene fantastike Roberta Ansona Heinleina (1907.-1988.) Glasi: „Izbor osoblja jer je prva ljudska ekspedicija na Mars izvedena na temelju teorije da je najveća opasnost za čovjeka sam čovjek. muškarci. U to vrijeme - osam zemaljskih godina nakon osnivanja prve ljudske kolonije na Luni - moralo je biti međuplanetarno putovanje ljudi napravljene u orbitama slobodnog pada, uzimajući od Zemlje do Marsa sto pedeset i osam zemaljskih dana i obrnuto, plus čekanje na Marsu od sto pedeset i pet dana, dok se planeti polako nisu vratili na svoje prethodne položaje, dopuštajući postojanje povratne orbite. " (prilagođeno)
(HEINLEIN, R. THE. Neznanac u čudnoj zemlji. Rio de Janeiro: Artenova, 1973., str. 3).
Uzmite u obzir omjer između masa Zemlje i Marsa jednak 9 i omjer između zraka Zemlje i Marsa jednak 2, uzmite u obzir, nadalje, da ne postoje sile trenja i da brzina bijega tijela je minimalna brzina kojom se mora lansirati s površine zvijezde kako bi moglo prevladati gravitacijsko privlačenje ove zvijezda.
Provjerite što je točno.
01) Brzina bijega tijela izravno je proporcionalna kvadratnom korijenu omjera između mase i polumjera planeta.
02) Brzina bijega svemirske letjelice sa Zemljine površine manja je od brzine bijega kojom se ista letjelica mora lansirati s površine Marsa.
04) Brzina bijega letjelice ne ovisi o njegovoj masi.
08) Da bi svemirska letjelica kružila oko planeta Mars, brzina mora biti proporcionalna radijusu orbite.
16) Svemirska letjelica s isključenim motorima i približavanjem Marsu podvrgava se snazi koja ovisi o njenoj brzini.
Zbroj ispravnih alternativa jednak je:
a) 12
b) 3
c) 5
d) 19
e) 10
Riješenje
Alternativa C.
Analizirajmo svaku od alternativa:
01 – STVARAN - Formula brzine bijega ovisi o kvadratnom korijenu mase planeta po radijusu.
02 – NETOČNO - Da bismo to provjerili, potrebno je upotrijebiti formulu brzine izlaska, uzimajući to u obzir Zemljina masa je 9 puta veća od mase Marsa, a polumjer Zemlje je 2 puta veći od polumjera Mars:
Prema rezoluciji, brzina bijega Zemlje veća je od brzine bijega Marsa, pa je izjava lažna.
04 – STVARAN - Moramo samo analizirati formulu brzine bijega kako bismo vidjeli da ona ovisi samo o masi planeta.
08 – NETOČNO - Orbitalna brzina mora biti obrnuto proporcionalna kvadratnom korijenu radijusa orbite.
16 – NETOČNO - Sila koja privlači svemirsku letjelicu na Mars je gravitacijska i njezina se veličina može izračunati prema Zakonu univerzalne gravitacije. Prema ovom zakonu, gravitacijsko privlačenje proporcionalno je umnošku mase i obrnuto proporcionalno na kvadrat udaljenosti, ništa o veličini brzine nije spomenuto u ovom zakonu, pa je alternativa lažno.
Zbroj alternativa jednak je 5.
Pitanje 2) (Cefet MG) Raketa je lansirana s planeta mase M i polumjera R. Minimalna brzina potrebna za izbjegavanje gravitacijskog povlačenja i odlazak u svemir daje se:
The)
B)
ç)
d)
i)
Riješenje
Alternativa C.
Formula koja se koristi za izračunavanje brzine bijega prikazana je slovom C, kako je objašnjeno u članku.
Napisao Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
