Escape Velocity vs Orbital Velocity
Poistumisnopeus ja kiertoradan nopeus ovat kaksi erittäin tärkeää fysiikkaan liittyvää käsitettä. Nämä käsitteet ovat erittäin tärkeitä satelliittihankkeiden ja ilmakehätieteiden kaltaisilla aloilla. Pakenemisnopeus on syy, miksi meillä on ilmapiiri ja kuulla ei ole sitä. Näiden käsitteiden ymmärtäminen on elintärkeää, jotta voimme menestyä asiaankuuluvilla aloilla. Tässä artikkelissa yritetään verrata pakenemisnopeutta kiertoradan nopeuteen, niiden määritelmiin, laskelmiin, yhtäläisyyksiin ja lopuksi eroihin.
Pakonopeus
Kuten gravitaatiokenttäteoriasta tiedämme, massainen esine houkuttelee aina mitä tahansa muuta kohdetta, joka on rajallisella etäisyydellä kohteesta. Kun etäisyys kasvaa, kahden kohteen välinen voima laskee etäisyyden käänteisen neliön kanssa. Äärettömyydessä kahden kohteen välinen voima on nolla. Massan ympärillä olevan pisteen potentiaali määritellään työksi, joka on tehtävä, jotta massayksikön kohde saataisiin äärettömästä annettuun pisteeseen. Koska vetovoima on aina olemassa, työ on tehtävä negatiivisesti; siksi potentiaali pisteessä on aina negatiivinen tai nolla. Potentiaalinen energia on potentiaali kerrottuna tuodun kohteen massalla. Poistumisnopeus määritellään nopeudeksi, joka on annettava esineelle, jotta se voidaan lähettää äärettömään ilman muuta voimaa. Energian suhteenAnnetusta nopeudesta johtuva kineettinen energia on yhtä suuri kuin potentiaalienergia. Tällä tasa-arvolla saadaan pakenemisnopeus neliön juureksi (2GM / r). Missä r on säteen suuntainen etäisyys pisteeseen, jonka potentiaali mitataan.
Kiertoradan nopeus
Kiertoradan nopeus on nopeus, jonka kohteen on ylläpidettävä voidakseen olla tietyllä kiertoradalla. Kohteelle, joka menee kiertoradalle, jonka säde on r, kiertoradan nopeus saadaan neliöjuurella (F r / m), jossa F on nettosisäinen voima ja m on kiertoradan massa. Massajärjestelmän sisäänpäin suuntautuva voima on GMm / r 2. Korvaamalla tämä saadaan kiertoradan nopeus neliöjuureksi (GM / r). Tämä voidaan todistaa myös käyttämällä konservatiivisen kentän mekaanista energiansäästöä. On huomattava, että kiertoradan nopeus muuttaa suuntaa. Siksi tämä on kiihtyvyys, mutta nopeuden suuruus ei muutu. Pienet avaruushäviöt aiheuttavat tämän kineettisen energian vähenemisen, ja sitten kohde tulee alemmalle kiertoradalle vakautumaan.
Mitä eroa on Escape-nopeudella ja Orbital-nopeudella?
• Poistumisnopeus on nopeus, jota tarvitaan poistumisesta pinnalta.
• Kiertoradan nopeus on nopeus, jota tarvitaan kohteen pitämiseen kiertoradalla.
• Molemmat määrät ovat riippumattomia liikkuvasta kohteesta.
• Poistumisnopeus pienenee, kun kohde saavuttaa ääretön ja äärettömyydessä nopeus on nolla.
• Kiertoradan nopeus pysyy vakiona koko kiertoradalla. Kiertoradan nopeus muuttaa suuntaa.
