pabėgimo greitis, taip pat žinomas kaip pirmasis kosminis greitis, yra mažiausias greitis, kurio reikia tam tikram be varymo objektui, norint išvengti masinių kūnų, tokių kaip: planetos ir žvaigždžių. pabėgimo greitis yra skaliarinė didybė kurį galima apskaičiuoti, kai visa kūno kinetinė energija paverčiama forma gravitacijos potencialo energija.
Taip pat žiūrėkite: Penki atsitiktinai įvykę fizikos atradimai
Kaip apskaičiuojamas pabėgimo greitis?
Pabėgimo greitis gaunamas darant prielaidą, kad visa energijoskinetika kūno išlaisvinimo momentas yra transformuojamas į energijospotencialusgravitacinis, todėl neatsižvelgiame į jėgosišsklaidantis, kaip vilkite paaukoti.
Nepaisant to, kad yra a greitis, pabėgimo greitis yra lipti, nes ji tai nepriklauso nuo krypties prie kurio paleidžiamas kūnas: būk a vertikalus paleidimas, ar net kryptimi liestinė, kaip greitai turi būti kūnas, kad jis galėtų ištrūkti iš gravitacijos lauko, yra tas pats.
Be to, kad bėgimo greitis priklauso ne nuo paleidimo krypties, tai priklauso ir nuo kūno masės, bet ir nuo makaronaiapieplaneta.
Žemiau pateikiamas skaičiavimas, kuris atliekamas norint nustatyti pabėgimo greičio formulė, kad tai padarytume, kinetinę energiją prilyginame gravitacijos potencialo energijai, stebime:
M ir M - kūno ir planetos masė, atitinkamai (kg)
g - sunkio pagreitis (m / s²)
G - visuotinės traukos konstanta (6.67.10-11 Nm² / kg²)
R - atstumas nuo planetos centro (m)
v - pabėgimo greitis (m / s)
Pateiktame skaičiavime buvo atsižvelgta į formulę gravitacija, gaunamas iš planetos masės ir jos vidutinio spindulio kvadrato santykio, padauginto iš pastovusgravitacinis. Gautas rezultatas rodo, kad pabėgimo greitis priklauso tik nuo žaibas ir makaronai planetos, taigi paskaičiuokime, koks yra kūno, kuris projektuojamas nuo Žemės paviršiaus, jūros greitis:
Pateiktas skaičiavimas rodo, kad jei objektas paleidžiamas iš Žemės paviršiaus, mažiausias greitis yra 11,2 km / s, nesant išsklaidančių jėgų, šis kūnas pabėgs iš Žemės orbitos.
Taip pat žiūrėkite: Kas yra juodosios skylės ir ką mes apie jas žinome?
Orbitos greitis arba antrasis kosminis greitis
Greitisorbita, taip pat žinomas kaip greitiskosminisPirmadienis, yra greitis, kuriuo orbitinis objektas juda aplink savo žvaigždę. Orbitos greitis visada yra liestinėàtrajektorija kūno orbitoje, norėdami jį apskaičiuoti, sakome, kad gravitacinė traukos jėga tai prilygsta išcentrinė jėga, kuris palaiko kūną sukamaisiais judesiais arba, pavyzdžiui, elipsės trajektorijoje.
Žemiau parodome formulę, kuri naudojama apskaičiuojant orbitos greitį, atkreipkite dėmesį:
Formulėje atsižvelgiama į žvaigždės, kurioje skrieja kūnas, masę, taip pat į jos orbitos spindulį, matuojant nuo centre tos žvaigždės. Pagal šią formulę ir tą, kuri naudojama apskaičiuojant greitisįišmetimas, galima nustatyti šių dviejų greičių santykį, šis ryšys parodytas žemiau:
sprendė pratimus
Klausimas 1)(PSO) Amerikiečių mokslinės fantastikos rašytojo Roberto Ansono Heinleino (1907–1988) knygoje rašoma: „Personalo pasirinkimas pirmoji žmogaus ekspedicija į Marsą buvo atlikta remiantis teorija, kad didžiausias pavojus žmogui yra pats žmogus. vyrai. Tuo metu - praėjus aštuoniems Žemės metams po pirmosios žmonių kolonijos įkūrimo Lunoje, turėjo vykti tarpplanetinė žmonių kelionė. atliktas laisvai krintančiomis orbitomis, šimtą penkiasdešimt aštuonias Žemės dienas ir atvirkščiai, plius laukiant Marso šimtą penkiasdešimt penkias dienas, kol planetos pamažu grįžo į savo ankstesnes pozicijas, leisdamos grįžti orbitą “. (pritaikytas)
(HEINLEINAS, R.. Svetimas svetimame krašte. Rio de Žaneiras: Artenova, 1973, p. 3).
Apsvarstykite santykį tarp Žemės ir Marso masių, lygų 9, ir santykį tarp Žemės ir Marso spindulių, lygų 2, apsvarstykite, ar nėra trinties jėgų ir kad kūno pabėgimo greitis yra mažiausias greitis, kuriuo jis turi būti paleidžiamas nuo žvaigždės paviršiaus, kad jis galėtų įveikti šios gravitacijos trauką. žvaigždė.
Patikrinkite, kas yra teisinga.
01) Kūno pabėgimo greitis yra tiesiogiai proporcingas planetos masės ir spindulio santykio kvadratinei šakniai.
02) Erdvėlaivio pabėgimo greitis nuo Žemės paviršiaus yra mažesnis nei pabėgimo greitis, kuriuo tą patį erdvėlaivį reikia paleisti iš Marso paviršiaus.
04) Erdvėlaivio pabėgimo greitis nepriklauso nuo jo masės.
08) Kad erdvėlaivis galėtų skrieti aplink Marso planetą, jo greitis turi būti proporcingas orbitos spinduliui.
16) Erdvėlaiviui su išjungtais varikliais ir artėjančiam prie Marso veikia jėga, priklausanti nuo jo greičio.
Teisingų alternatyvų suma lygi:
a) 12
b) 3
c) 5
d) 19
e) 10
Sprendimas
C alternatyva.
Panagrinėkime kiekvieną iš alternatyvų:
01 – TIKRAS - Pabėgimo greičio formulė priklauso nuo planetos masės kvadratinės šaknies pagal jos spindulį.
02 – NETIESA - Norėdami tai patikrinti, būtina naudoti evakuacijos greičio formulę, atsižvelgiant į tai Žemės masė yra 9 kartus didesnė už Marso masę, o Žemės spindulys yra 2 kartus didesnis už Marsas:
Pagal rezoliuciją Žemės pabėgimo greitis yra didesnis nei Marso pabėgimo greitis, todėl teiginys yra klaidingas.
04 – TIKRAS - Turime tik išanalizuoti pabėgimo greičio formulę, kad pamatytume, jog tai priklauso tik nuo planetos masės.
08 – NETIESA - Orbitos greitis turi būti atvirkščiai proporcingas orbitos spindulio kvadratinei šakniai.
16 – NETIESA - Jėga, pritraukianti erdvėlaivį į Marsą, yra gravitacinė ir jos dydį galima apskaičiuoti pagal Visuotinės gravitacijos dėsnį. Pagal šį dėsnį gravitacinė trauka yra proporcinga masių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumų kvadratas, šiame dėsnyje nieko nėra minima apie greičio dydį, taigi alternatyva yra melagingas.
Alternatyvų suma lygi 5.
2 klausimas) (Cefet MG) Raketa paleidžiama iš M masės ir R spindulio planetos. Mažiausią greitį, kurio reikia norint išvengti gravitacinės traukos ir patekti į kosmosą, nurodo:
)
B)
ç)
d)
ir)
Sprendimas
C alternatyva.
Formulė, naudojama pabėgimo greičiui apskaičiuoti, yra parodyta raidėje C, kaip paaiškinta straipsnyje.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-escape.htm
