Põgenemiskiirus vs orbiidi kiirus
Põgenemiskiirus ja orbiidi kiirus on füüsikas kaks väga olulist mõistet. Need mõisted on väga olulised sellistes valdkondades nagu satelliidiprojektid ja atmosfääriteadus. Põgenemiskiirus on põhjus, miks meil on atmosfäär ja Kuul seda pole. Asjakohastes valdkondades silma paistmiseks on oluline mõista neid mõisteid hästi. Selles artiklis püütakse võrrelda põgenemiskiirust orbiidi kiirusega, nende määratlusi, arvutusi, sarnasusi ja lõpuks erinevusi.
Põgenemiskiirus
Nagu me teame gravitatsioonivälja teooriast, tõmbab massiga objekt alati ligi mis tahes muud objekti, mis on objektist piiratud kaugusel. Kui kaugus suureneb, langeb kahe objekti vaheline jõud kauguse pöördväljaga. Lõpmatuses on kahe objekti vaheline jõud null. Massi ümber oleva punkti potentsiaali määratletakse kui tööd, mis tuleb teha massiühiku eseme viimiseks lõpmatusest antud punkti. Kuna atraktsioon on alati olemas, on töö tegemine negatiivne; seetõttu on punkti potentsiaal alati negatiivne või null. Potentsiaalne energia on potentsiaal, mis korrutatakse toodud eseme massiga. Põgenemiskiirus on määratletud kui kiirus, mis tuleb objektile anda, et see ilma muu jõuta lõpmatusse saata. Energia osasetteantud kiirusest tulenev kineetiline energia on võrdne potentsiaalse energiaga. Selle võrdsuse abil saame põgenemiskiiruse ruutjuurena (2GM / r). Kus r on radiaalkaugus punktini, mida potentsiaal mõõdetakse.
Orbitaalne kiirus
Orbiidi kiirus on kiirus, mida objekt peab säilitama, et olla kindlal orbiidil. Raadiusega r orbiidil liikuva objekti jaoks on orbiidi kiirus antud ruutjuurega (F r / m), kus F on sisemine netojõud ja m orbitaalobjekti mass. Massisüsteemi sissepoole suunatud jõud on GMm / r 2. Selle asendamisega saame orbiidi kiiruse ruutjuurena (GM / r). Seda saab tõestada ka konservatiivse välja mehaanilise energiasäästu abil. Tuleb märkida, et orbiidi kiirus muudab suunda. Seetõttu on see tegelikult kiirendus, kuid kiiruse suurus ei muutu. Väikesed energiakadud ruumis põhjustavad selle kineetilise energia vähenemist ja seejärel jõuab objekt stabiliseerumiseks madalamale orbiidile.
Mis vahe on põgenemiskiirusel ja orbiidi kiirusel?
• Põgenemiskiirus on kiirus, mida on vaja pinnalt pääsemiseks.
• Orbitaalkiirus on objekti orbiidil hoidmiseks vajalik kiirus.
• Mõlemad suurused ei sõltu liikuvast objektist.
• Põgenemiskiirus väheneb, kui objekt jõuab lõpmatuseni ja lõpmatuses on kiirus null.
• Orbiidi kiirus jääb kogu orbiidil konstantseks. Orbiidi kiirus muudab suunda.
