Tartalom

• Lépések
• tippek

A menekülési sebesség szükséges ahhoz, hogy egy tárgy legyőzze annak a bolygónak a gravitációs vonzerejét, amelyen található. Például egy rakétanak el kell érnie a menekülési sebességet, hogy elhagyja a Földet és belépjen az űrbe.

Lépések

1. módszer 2-ből: A menekülési sebesség megértése

1. 

   Állítsa be a menekülési sebességet. Arra a sebességre vonatkozik, amelyet egy objektumnak el kell érnie ahhoz, hogy legyőzze annak a bolygónak a gravitációs vonzerejét, amelyen találja magát, így képes az űr felé haladni. A nagyobb bolygó nagyobb tömegű, és sokkal nagyobb menekülési sebességet igényel, mint egy kisebb, kisebb tömegű bolygó.
2. Kezdje az energiatakarékossággal. Azt állítja, hogy egy izolált rendszerben az összes energia ugyanaz marad. Az alábbi származtatás Föld-rakéta rendszerrel működik, és feltételezi, hogy az elemzendő rendszer izolált.
   • Az energiamegtakarítás során a potenciális és a kinetikus energiák kezdeti és végső energiák, mivel a kinetikus energiát és a potenciális energiát képviselik.
3. Határozza meg a kinetikai és a potenciális energiákat.
   • A kinetikus energia a mozgás olyan energiája, amely egyenlő, tehát reprezentálja a rakéta tömegét és sebességét.
   • A potenciális energia az az energia, amely egy tárgynak a rendszerben lévő testhez viszonyított helyzetéből származik. A fizikában azt általában úgy definiálják, hogy egyenlő a Földtől való végtelen távolsággal. Mivel a gravitációs erő vonzó, a rakéta potenciális energiája mindig negatív lesz (és minél kisebb, minél közelebb van a Földhez). A földi rakétarendszer potenciális energiáját ezt követően írják, mivel ez Newton gravitációs állandóját képviseli, a föld tömegét és a két tömeg középpontja közötti távolságot képviseli.
4. Cserélje ki az energiamegtakarítás kifejezéseit. Amikor eléri a légkör elhagyásához szükséges minimális sebességet, a rakéta végtelen távolságra megáll a Földtől, így. Akkor nem fogja érezni a Föld gravitációs vonzását, és soha nem tér vissza, csakúgy, mint ő.
5. Keresse meg a.
   • A fenti egyenletben a rakéta menekülési sebességét képviseli - a Föld gravitációs vonzásának elkerüléséhez szükséges minimális sebességet.
   • Vegye figyelembe, hogy a menekülési sebesség független a rakéta tömegétől. A tömeg tükröződik mind a Föld gravitációjának potenciális energiájában, mind a rakéta mozgásának kinetikus energiájában.

2/2 módszer: A menekülési sebesség kiszámítása

1. Dolgozzunk a menekülési sebesség egyenletével.
   • Az egyenlet feltételezi, hogy a bolygó gömb alakú és állandó sűrűséggel rendelkezik. A való világban a menekülési sebesség függ a helyétől a felszínen, mivel egy bolygó szélesebbnek tűnik az Egyenlítőn a forgás miatt, sűrűségének kisebb összetételétől függően.
2. Értse meg az egyenlet változóit.
   • Newton gravitációs állandója. Ennek az állandónak az értéke tükrözi azt a tényt, hogy a gravitáció hihetetlenül gyenge erő. Henry Cavendish kísérletileg 1798-ban határozta meg, de rendkívül nehéznek bizonyult a pontos mérés.
     • csak alapvető egységekkel írható, például, mivel.
   • A tömeg és a sugár attól a bolygón múlik, ahonnan el akarsz menekülni.
   • Az értékeket a nemzetközi rendszerre kell konvertálni. Más szavakkal, a tömeget kilogrammban () és a távolságot méterben () kell kifejezni. Ha különböző egységekben, például mérföldekben találkozik értékekkel, hajtsa végre a konvertálást.
3. Határozza meg a bolygó tömegét és sugárát, amelyen tartózkodik. Föld esetében feltételezzük, hogy a tengerszint felett van, pl.
   • Keressen az interneten tömegek és sugarak táblázata más bolygókról vagy holdokról.
4. Cserélje le az értékeket az egyenletben. Most, hogy megvan a szükséges adatok, elkezdheti a megoldást.
5. Elemzése. Ne felejtse el egyszerre ellenőrizni az egységeket, és ha lehetséges, törölje azokat az egységes megoldás elérése érdekében.
   • Az utolsó lépésben a választ meg lehet konvertálni úgy, hogy a kapott értéket megszorozzuk a konverziós tényezővel.

tippek

• Mivel Newton gravitációs állandóját meglehetősen nehéz pontosan mérni, a standard gravitációs paramétert gyakran sokkal pontosabban ismerték. Ehelyett a menekülési sebesség kiszámításához használható.
  • A Föld standard gravitációs paramétere egyenlő:.