Скорость спасения против орбитальной скорости
Скорость убегания и орбитальная скорость - два очень важных понятия в физике. Эти концепции очень важны в таких областях, как спутниковые проекты и наука об атмосфере. Скорость убегания является причиной того, что у нас есть атмосфера, а у Луны ее нет. Очень важно иметь хорошее понимание этих концепций, чтобы преуспеть в соответствующих областях. В этой статье мы попытаемся сравнить скорость убегания с орбитальной скоростью, их определения, расчеты, сходства и, наконец, различия.
Убегающая скорость
Как мы знаем из теории гравитационного поля, объект, имеющий массу, всегда притягивает любой другой объект, находящийся на конечном расстоянии от объекта. По мере увеличения расстояния сила между двумя объектами уменьшается пропорционально квадрату расстояния. На бесконечности сила между двумя объектами равна нулю. Потенциал точки вокруг массы определяется как работа, которую необходимо совершить, чтобы переместить объект единичной массы из бесконечности в данную точку. Поскольку всегда существует притяжение, работа, которую нужно проделать, является отрицательной; следовательно, потенциал в точке всегда отрицателен или равен нулю. Потенциальная энергия – это потенциал, умноженный на массу принесенного объекта. Скорость убегания определяется как скорость, которую необходимо сообщить объекту, чтобы отправить его в бесконечность без какой-либо другой силы. С точки зрения энергии кинетическая энергия, обусловленная данной скоростью, равна потенциальной энергии. По этому равенству мы получаем скорость убегания как квадратный корень из (2GM/r). Где r - радиальное расстояние до точки, в которой измеряется потенциал.
Орбитальная скорость
Орбитальная скорость - это скорость, которую объект должен поддерживать, чтобы находиться на определенной орбите. Для объекта, движущегося по орбите с радиусом r, орбитальная скорость определяется квадратным корнем из (F r / m), где F - чистая направленная внутрь сила, а m - масса орбитального объекта. Внутренняя сила в системе масс равна GMm/r2 Подставляя это, мы получаем орбитальную скорость как квадратный корень из (GM/r). Это также можно доказать, используя закон сохранения механической энергии консервативного поля. Следует отметить, что орбитальная скорость меняет направление. Следовательно, это фактически ускорение, но величина скорости не меняется. Небольшие потери энергии в космосе приводят к уменьшению этой кинетической энергии, и тогда объект переходит на более низкую орбиту, чтобы стабилизироваться.
В чем разница между космической скоростью и орбитальной скоростью?
• Скорость убегания - это скорость, необходимая для отрыва от поверхности.
• Орбитальная скорость - это скорость, необходимая для удержания объекта на орбите.
• Обе эти величины не зависят от движущегося объекта.
• Скорость убегания будет уменьшаться по мере того, как объект достигает бесконечности, а на бесконечности скорость будет равна нулю.
• Орбитальная скорость остается постоянной на протяжении всей орбиты. Орбитальная скорость меняет направление.
