Escape Velocity vs Orbital Velocity
Pakonopeus ja kiertoradan nopeus ovat kaksi erittäin tärkeää fysiikan käsitettä. Nämä käsitteet ovat erittäin tärkeitä sellaisilla aloilla kuin satelliittiprojektit ja ilmakehätiede. Pakonopeus on syy siihen, miksi meillä on ilmakehä ja kuulla ei ole sitä. Näiden käsitteiden hyvä ymmärtäminen on elintärkeää, jotta voit menestyä asiaankuuluvilla aloilla. Tässä artikkelissa yritetään verrata pakonopeutta kiertoradan nopeuteen, niiden määritelmiä, laskelmia, yhtäläisyyksiä ja lopuksi eroja.
Escape Velocity
Kuten gravitaatiokenttäteoriasta tiedämme, kappale, jolla on massa, vetää aina puoleensa mitä tahansa muuta esinettä, joka on sijoitettu äärelliselle etäisyydelle kohteesta. Kun etäisyys kasvaa, kahden kohteen välinen voima pienenee etäisyyden käänteisen neliön kanssa. Äärettömässä kahden kohteen välinen voima on nolla. Massan ympärillä olevan pisteen potentiaali määritellään työksi, joka on tehtävä yksikkömassan kappaleen tuomiseksi äärettömyydestä annettuun pisteeseen. Koska vetovoima on aina olemassa, tehtävä työ on negatiivista; siksi potentiaali pisteessä on aina negatiivinen tai nolla. Potentiaalienergia on potentiaali kerrottuna tuodun esineen massalla. Pakonopeus määritellään nopeudeksi, joka on annettava esineelle, jotta se voidaan lähettää äärettömään ilman muuta voimaa. Energian suhteen annetusta nopeudesta johtuva kineettinen energia on yhtä suuri kuin potentiaalienergia. Tällä yhtälöllä saamme pakonopeuden (2GM/r) neliöjuurena. Missä r on säteittäinen etäisyys pisteeseen, potentiaali mitataan.
Orbital Velocity
Ratanopeus on nopeus, jonka kohteen on säilytettävä ollakseen tietyllä kiertoradalla. Objektille, joka kulkee kiertoradalla, jonka säde on r, kiertonopeus saadaan neliöjuurella (F r / m), jossa F on netto sisäänpäin suuntautuva voima ja m on kiertoradan massa. Sisäänpäin vaikuttava voima massajärjestelmässä on GMm/r2 Korvaamalla tämä, saamme kiertoradan nopeuden (GM/r) neliöjuurena. Tämä voidaan myös todistaa käyttämällä konservatiivisen kentän mekaanista energiansäästöä. On huomattava, että kiertoradan nopeus muuttaa suuntaa. Siksi tämä on itse asiassa kiihtyvyys, mutta nopeuden suuruus ei muutu. Pienet energiahäviöt avaruudessa vähentävät tätä kineettistä energiaa, ja sitten kohde tulee alemmalle kiertoradalle stabiloituakseen.
Mitä eroa on Escape Velocityn ja Orbital Velocityn välillä?
• Pakonopeus on nopeus, joka vaaditaan poistumiseen pinn alta.
• Kiertonopeus on nopeus, joka vaaditaan esineen pitämiseen kiertoradalla.
• Molemmat suureet ovat riippumattomia liikkuvasta kohteesta.
• Pakonopeus pienenee, kun kohde saavuttaa äärettömän, ja äärettömässä nopeus on nolla.
• Ratanopeus pysyy vakiona koko radan ajan. Ratanopeus muuttaa suuntaa.
