hitrost pobega, znana tudi kot kozmična prva hitrost, je najmanjša hitrost, ki jo mora neki objekt brez pogona uiti gravitacijski privlačnosti masivnih teles, kot je npr. planeti in zvezde. hitrost pobega je skalarna veličina ki se lahko izračuna, ko se vsa kinetična energija telesa pretvori v obliko gravitacijska potencialna energija.
Glej tudi: Pet odkritij v fiziki, ki so se zgodila po naključju
Kako se izračuna hitrost pobega?
Hitrost pobega dobimo tako, da predpostavimo, da je celotna energijakinetika prisoten v trenutku sprostitve telesa se spremeni v energijapotencialgravitacijski, zato zanemarjamo delovanje družbe siledisipativni, kot povlecite podariti.
Kljub temu, da je a hitrost, hitrost pobega je vzpon, saj ona ni odvisno od smeri na katero se telo izstreli: bodi a navpični izstrelitev, ali celo v smeri tangencialno, kako hitro mora biti telo, da lahko uide gravitacijskemu polju, enako.
Poleg tega, da ni odvisna od smeri izstrelitve, je hitrost pobega odvisna tudi od telesne mase, ampak od
testenineodplaneta.Spodaj je izračun, ki se opravi za določitev formula hitrosti pobega, za to enačimo kinetično energijo z gravitacijsko potencialno energijo, upoštevajte:
M in M - masa telesa in planeta (kg)
g - gravitacijski pospešek (m / s²)
G - konstanta univerzalne gravitacije (6.67.10-11 Nm² / kg²)
R - oddaljenost od središča planeta (m)
v - hitrost iztekanja (m / s)
Prikazani izračun je upošteval formulo gravitacija, podana z razmerjem med maso planeta in kvadratom njegovega povprečnega polmera, pomnoženo z konstantengravitacijski. Dobljeni rezultat kaže, da je hitrost uhajanja odvisna samo od strela in od testenine planeta, torej izračunajmo, kakšna je ubežna hitrost telesa, ki je projicirano s površja Zemlje na morski gladini:
Predstavljeni izračun kaže, da če se objekt izstreli s površja Zemlje z minimalno hitrostjo 11,2 km / s, v odsotnosti razpršilnih sil bo to telo pobegnilo iz Zemljine orbite.
Glej tudi: Kaj so črne luknje in kaj o njih vemo?
Orbitalna hitrost ali druga kozmična hitrost
Hitrostorbitalni, poznan tudi kot hitrostkozmičniPonedeljek, je hitrost, s katero se predmet, ki kroži, giblje okoli svoje zvezde. Orbitalna hitrost je vedno tangentaàsmer telesa v orbiti, da bi ga izračunali, pravimo, da je gravitacijska sila vlečenja je enakovredno centripetalna sila, ki ohranja telo krožno gibanje ali na primer na eliptični poti.
Spodaj prikazujemo formulo, ki se uporablja za izračun orbitalne hitrosti, upoštevajte:
Formula upošteva maso zvezde, v kateri telo kroži, pa tudi polmer njene orbite, merjeno od center te zvezde. Iz te formule in tiste, ki se uporablja za izračun hitrostvizpuh, mogoče je vzpostaviti razmerje med tema dvema hitrostma, to razmerje je prikazano spodaj:
rešene vaje
Vprašanje 1)(WHO) V knjigi ameriškega pisatelja znanstvene fantastike Roberta Ansona Heinleina (1907-1988) piše: »Izbira osebja kajti prva človeška odprava na Mars je temeljila na teoriji, da je največjo nevarnost za človeka človek sam. moški. Takrat - osem zemeljskih let po ustanovitvi prve človeške kolonije na Luni - je moralo biti medplanetarno potovanje ljudi narejene v prostih padcih, od Zemlje do Marsa oseminosemdeset osemdeset zemeljskih dni in obratno ter čakanje na Marsu od petinpetdeset dni, dokler se planeti počasi niso vrnili na svoje prejšnje položaje, kar je omogočilo obstoj povratne orbite. " (prilagojeno)
(HEINLEIN, R. THE. Neznanec v tuji deželi. Rio de Janeiro: Artenova, 1973, str. 3).
Če upoštevamo razmerje med masama Zemlje in Marsa, ki je enako 9, in razmerje med Zemljinimi in Marsovimi žarki enako 2, upoštevajte nadalje, da ni tornih sil in da hitrost pobega telesa je najmanjša hitrost, s katero jo je treba izstreliti s površine zvezde, da lahko premaga gravitacijski vlek te zvezda.
Preverite, kaj je pravilno.
01) Hitrost pobega telesa je neposredno sorazmerna kvadratnemu korenu razmerja med maso in polmerom planeta.
02) Hitrost pobega vesoljskega plovila s površja Zemlje je nižja od hitrosti izhodov vesoljskega plovila s površine Marsa.
04) Hitrost pobega vesoljskega plovila ni odvisna od njegove mase.
08) Da bi vesoljsko plovilo krožilo okoli planeta Mars, mora biti njegova hitrost sorazmerna s polmerom orbite.
16) Vesoljsko plovilo z ugasnjenimi motorji in približevanjem Marsu deluje pod vplivom sile, ki je odvisna od njegove hitrosti.
Vsota pravilnih alternativ je enaka:
a) 12
b) 3
c) 5
d) 19.
e) 10
Rešitev
Alternativa C.
Analizirajmo vsako od možnosti:
01 – REALNO - Formula hitrosti pobega je odvisna od kvadratnega korena mase planeta glede na njegov polmer.
02 – NAPAKA - Za potrditev tega je treba uporabiti formulo hitrosti izhodov, ob upoštevanju tega Zemljina masa je 9-krat večja od mase Marsa, polmer Zemlje pa 2-krat večji od polmera Mars:
Glede na resolucijo je hitrost pobega Zemlje večja od hitrosti pobega Marsa, zato je trditev napačna.
04 – REALNO - Analizirati moramo le formulo hitrosti pobega, da ugotovimo, da je odvisna samo od mase planeta.
08 – NAPAKA - Hitrost kroženja mora biti obratno sorazmerna kvadratnemu korenu polmera krožnice.
16 – NAPAKA - Sila, ki vesoljsko plovilo privlači na Mars, je gravitacijska in njeno velikost lahko izračunamo v skladu z zakonom o univerzalni gravitaciji. Po tem zakonu je gravitacijsko privlačenje sorazmerno zmnožku mas in obratno sorazmerno na kvadrat razdalj, v tem zakonu ni omenjeno nič o velikosti hitrosti, zato je alternativa napačno.
Vsota alternativ je enaka 5.
Vprašanje 2) (Cefet MG) Raketa je izstreljena s planeta mase M in polmera R. Najmanjša hitrost, ki je potrebna, da se izogne gravitacijskemu vleku in gre v vesolje, je podana z:
The)
B)
ç)
d)
in)
Rešitev
Alternativa C.
Formula, uporabljena za izračun hitrosti pobega, je prikazana v črki C, kot je razloženo v članku.
Avtor Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-escape.htm
