Úniková rýchlosť vs Orbitálna rýchlosť
Úniková rýchlosť a orbitálna rýchlosť sú dva veľmi dôležité pojmy zahrnuté vo fyzike. Tieto koncepcie sú veľmi dôležité v oblastiach, ako sú satelitné projekty a atmosférická veda. Úniková rýchlosť je dôvod, prečo máme atmosféru a mesiac ju nemá. Aby ste vynikli v príslušných oblastiach, je nevyhnutné dobre porozumieť týmto pojmom. Tento článok sa pokúsi porovnať únikovú rýchlosť s obežnou rýchlosťou, ich definície, výpočty, podobnosti a nakoniec rozdiely.
Úniková rýchlosť
Ako vieme z teórie gravitačného poľa, objekt s hmotnosťou vždy priťahuje akýkoľvek iný objekt, ktorý je umiestnený v konečnej vzdialenosti od objektu. Keď sa vzdialenosť zväčšuje, sila medzi dvoma objektmi klesá s inverzným štvorcom vzdialenosti. V nekonečne je sila medzi dvoma objektmi nulová. Potenciál bodu okolo hmoty je definovaný ako práca, ktorá sa musí vykonať, aby sa objekt jednotkovej hmotnosti dostal do nekonečna do daného bodu. Pretože vždy existuje príťažlivosť, práca, ktorú treba urobiť, je negatívna; preto je potenciál v bode vždy záporný alebo nulový. Potenciálna energia je potenciál vynásobený hmotnosťou prineseného objektu. Úniková rýchlosť je definovaná ako rýchlosť, ktorá sa musí dať objektu, aby sa mohol poslať do nekonečna bez akejkoľvek inej sily. Z hľadiska energiekinetická energia v dôsledku danej rýchlosti sa rovná potenciálnej energii. Touto rovnosťou dostaneme únikovú rýchlosť ako druhú odmocninu z (2GM / r). Kde r je radiálna vzdialenosť od bodu, meria sa potenciál.
Orbitálna rýchlosť
Orbitálna rýchlosť je rýchlosť, ktorú musí objekt udržiavať, aby mohol byť na určitej obežnej dráhe. Pre objekt idúci na obežnú dráhu s polomerom r je orbitálna rýchlosť daná druhou odmocninou (F r / m), kde F je čistá sila smerom dovnútra am je hmotnosť orbitálneho objektu. Sila smerom dovnútra v hromadnom systéme je GMm / r 2. Keď to dosadíme, dostaneme orbitálnu rýchlosť ako druhú odmocninu z (GM / r). To možno tiež dokázať použitím konzervácie mechanickej energie konzervatívneho poľa. Je potrebné poznamenať, že orbitálna rýchlosť mení smer. Preto to vlastne je zrýchlenie, ale rýchlosť sa nezmení. Malé straty energie v priestore spôsobujú zníženie tejto kinetickej energie a potom sa objekt dostane na nižšiu obežnú dráhu, aby sa stabilizoval.
Aký je rozdiel medzi únikovou rýchlosťou a orbitálnou rýchlosťou?
• Úniková rýchlosť je rýchlosť, ktorá je potrebná na únik z povrchu.
• Orbitálna rýchlosť je rýchlosť potrebná na udržanie objektu na obežnej dráhe.
• Obe tieto veličiny sú nezávislé od pohybujúceho sa objektu.
• Úniková rýchlosť sa zníži, keď objekt dosiahne nekonečno, a pri nekonečnom bude rýchlosť nulová.
• Orbitálna rýchlosť zostáva na celej obežnej dráhe konštantná. Orbitálna rýchlosť mení smer.
