szökési sebesség, más néven kozmikus első sebesség, az a minimális sebesség, amelyre bizonyos meghajtás nélküli tárgynak képesnek kell lennie elkerülni a hatalmas testek gravitációs vonzerejét, mint pl. bolygók és csillagok. a menekülési sebesség van skaláris nagyság amely akkor számítható ki, amikor a test összes mozgási energiája átalakul gravitációs potenciális energia.
Lásd még: Öt fizikai felfedezés, amely véletlenül történt
Hogyan számítják ki a menekülési sebességet?
A menekülési sebességet feltételezzük, hogy az egész energiakinetika test felszabadulásának pillanatában jelen van energialehetségesgravitációs, ezért figyelmen kívül hagyjuk a erőkdisszipatív, mint a húzás adományoz.
Annak ellenére, hogy a sebesség, a menekülési sebesség az mászik, mivel ő ez nem az iránytól függ amelyhez a testet elindítják: legyen a függőleges indítás, vagy akár az irányba érintő, a testnek milyen gyorsnak kell lennie, hogy el tudjon menekülni a gravitációs mezőből, ugyanaz.
Amellett, hogy a menekülési sebesség nem az indítási iránytól függ, a testtömegtől is függ, hanem a tésztanak,-nekbolygó.
Az alábbiakban bemutatjuk a számítást, amelyet a menekülési sebesség képlet, ehhez egyenlővé tesszük a kinetikus energiát a gravitációs potenciális energiával, figyeljük meg:
M és M - a test és a bolygó tömege (kg)
g - gravitációs gyorsulás (m / s²)
G - az univerzális gravitáció állandója (6.67.10-11 Nm² / kg²)
R - távolság a bolygó közepétől (m)
v - menekülési sebesség (m / s)
A bemutatott számítás figyelembe vette a gravitáció, amelyet a bolygó tömege és átlagos sugara négyzetének aránya ad meg megszorozva állandógravitációs. A kapott eredmény azt mutatja, hogy a menekülési sebesség csak a villám és a tészta számítsuk ki, mekkora egy test menekülési sebessége vetül ki a Föld felszínéről a tenger szintjén:
A bemutatott számítás azt mutatja, hogy ha egy tárgyat a Föld felszínéről indítanak, minimális sebességgel 11,2 km / s, disszipatív erők hiányában ez a test el fog menekülni a Föld pályájáról.
Lásd még: Mik azok a fekete lyukak, és mit tudunk róluk?
Orbitális sebesség vagy második kozmikus sebesség
Sebességorbitális, más néven sebességkozmikushétfő, az a sebesség, amellyel a keringő tárgy a csillag körül mozog. A keringési sebesség mindig tangensàröppálya a pályán lévő test, annak kiszámításához azt mondjuk, hogy a gravitációs húzóerő egyenértékű centripetális erő, amely bent tartja a testet körkörös mozgás vagy például egy elliptikus pályán.
Az alábbiakban bemutatjuk a keringési sebesség kiszámításához használt képletet, vegye figyelembe:
A képlet figyelembe veszi annak a csillagnak a tömegét, amelyben egy test kering, valamint pályájának sugarát a központ annak a csillagnak. Ebből a képletből és a kiszámításához használt képletből sebességban benkipufogó, kapcsolat létesíthető e két sebesség között, ez a kapcsolat az alábbiakban látható:
megoldott gyakorlatok
1. kérdés)(ki) Robert Anson Heinlein (1907-1988) amerikai tudományos-fantasztikus író könyve így szól: „A személyzet kiválasztása ugyanis az első emberi expedíció a Marsra azon elmélet alapján készült, hogy az emberre a legnagyobb veszélyt maga az ember jelentette. férfiak. Abban az időben - nyolc Föld évvel azután, hogy megalapították az első emberi kolóniát Lunán - az embereknek egy bolygóközi utat kellett megtenniük szabad esés körüli pályákon, százötvennyolc Földnapot és fordítva, a Földtől a Marsig tartva, plusz várakozást a Marson százötvenöt nap, amíg a bolygók lassan vissza nem térnek korábbi helyzetükhöz, lehetővé téve a visszatérő pálya létezését. ” (kiigazítva)
(HEINLEIN, R. A. Idegen egy idegen földön. Rio de Janeiro: Artenova, 1973, p. 3).
Tekintsük a Föld és a Mars tömegének 9-gyel egyenlő arányát, valamint a Föld és a Mars sugarainak 2-vel egyenlő arányát, vegyük figyelembe továbbá, hogy nincsenek súrlódási erők és a test menekülési sebessége az a minimális sebesség, amellyel a csillag felszínéről indítani kell, hogy túlléphessen ennek a gravitációs húzóerején. csillag.
Ellenőrizze, hogy mi a helyes.
01) A test menekülési sebessége egyenesen arányos a bolygó tömege és sugara közötti négyzetgyökével.
02) Egy űrhajó menekülési sebessége a Föld felszínéről alacsonyabb, mint az a menekülési sebesség, amellyel ugyanazt az űrhajót el kell indítani a Mars felszínéről.
04) Az űrhajó menekülési sebessége nem függ a tömegétől.
08) Ahhoz, hogy egy űrhajó a Mars körül keringhessen, annak sebességének arányosnak kell lennie a pálya sugárával.
16) Az űrhajó kikapcsolt motorjaival és a Mars felé közeledve a sebességétől függő erőnek van kitéve.
A helyes alternatívák összege megegyezik:
a) 12
b) 3
c) 5
d) 19
e) 10
Megoldás
C. alternatíva
Elemezzük az egyes alternatívákat:
01 – IGAZI - A menekülési sebesség képlete a bolygó tömegének sugara szerinti négyzetgyökétől függ.
02 – HAMIS - Ennek ellenőrzéséhez a menekülési sebesség képletét kell használni, ennek figyelembevételével a Föld tömege a Mars tömegének 9-szerese, a Föld sugara pedig a kétszerese Mars:
A felbontás szerint a Föld menekülési sebessége nagyobb, mint a Mars menekülési sebessége, ezért az állítás hamis.
04 – IGAZI - Csak a menekülési sebesség képletét kell elemeznünk, hogy lássuk, ez csak a bolygó tömegétől függ.
08 – HAMIS - A pálya sebességének fordítottan arányosnak kell lennie a pálya sugárának négyzetgyökével.
16 – HAMIS - Az erő, amely vonzza az űrhajót a Marsra, gravitációs, és nagysága az Univerzális Gravitáció Törvénye szerint kiszámítható. E törvény szerint a gravitációs vonzás arányos a tömegek szorzatával és fordítottan arányos a távolságok négyzetében ebben a törvényben semmit sem említünk a sebesség nagyságáról, tehát az alternatíva az hamis.
Az alternatívák összege 5.
2. kérdés) (Cefet MG) Rakéta indul az M tömegű és R sugarú bolygóról. A gravitációs húzás elől való kilépéshez és az űrbe jutáshoz szükséges minimális sebességet az alábbiak adják meg:
A)
B)
ç)
d)
és)
Megoldás
C. alternatíva
A menekülési sebesség kiszámításához használt képletet a C betű mutatja, amint azt a cikk elmagyarázta.
Rafael Hellerbrock
Fizikatanár
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-escape.htm