Põgenemiskiirus vs orbitaalkiirus
Põgenemiskiirus ja orbiidi kiirus on füüsikas kaks väga olulist mõistet. Need kontseptsioonid on väga olulised sellistes valdkondades nagu satelliidiprojektid ja atmosfääriteadus. Põgenemiskiirus on põhjus, miks meil on atmosfäär ja Kuul seda ei ole. Asjakohastes valdkondades silma paistmiseks on ülioluline omada neid mõisteid hästi. Selles artiklis püütakse võrrelda põgenemiskiirust orbiidi kiirusega, nende määratlusi, arvutusi, sarnasusi ja lõpuks erinevusi.
Escape Velocity
Nagu me gravitatsioonivälja teooriast teame, tõmbab massiga objekt alati ligi kõiki teisi objekte, mis on paigutatud objektist piiratud kaugusele. Kui kaugus suureneb, väheneb kahe objekti vaheline jõud kauguse pöördruuduga. Lõpmatuses on kahe objekti vaheline jõud null. Massi ümber oleva punkti potentsiaal on määratletud kui töö, mida tuleb teha massiühikulise objekti viimiseks lõpmatusest antud punkti. Kuna alati on atraktsioon, on töö, mida tuleb teha, negatiivne; seetõttu on potentsiaal punktis alati negatiivne või null. Potentsiaalne energia on potentsiaal, mis on korrutatud toodud objekti massiga. Põgenemiskiirus on defineeritud kui kiirus, mis tuleb objektile anda, et see ilma muu jõuta lõpmatusse saata. Energia osas on antud kiirusest tulenev kineetiline energia võrdne potentsiaalse energiaga. Selle võrrandiga saame põgenemiskiiruse (2GM/r) ruutjuurena. Kus r on radiaalne kaugus punktist, mõõdetakse potentsiaali.
Orbitaalkiirus
Orbiidi kiirus on kiirus, mida objekt peab säilitama, et olla kindlal orbiidil. Objekti puhul, mis liigub orbiidil raadiusega r, on orbiidi kiirus antud ruutjuurega väärtusest (F r / m), kus F on neto sisemine jõud ja m on orbiidi objekti mass. Sissepoole mõjuv jõud massisüsteemis on GMm/r2 Selle asendamisel saame orbiidi kiiruse (GM/r) ruutjuurena. 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 vähenemise ja seejärel jõuab objekt stabiliseerumiseks madalamale orbiidile.
Mis vahe on põgenemiskiirusel ja orbitaalkiirusel?
• Põgenemiskiirus on kiirus, mis on vajalik pinn alt põgenemiseks.
• Orbiidi kiirus on kiirus, mis on vajalik objekti orbiidil hoidmiseks.
• Mõlemad suurused on liikuvast objektist sõltumatud.
• Põgenemiskiirus väheneb, kui objekt jõuab lõpmatusse ja lõpmatuses on kiirus null.
• Orbiidi kiirus jääb kogu orbiidi vältel muutumatuks. Orbiidi kiirus muudab suunda.
