Úniková rýchlosť vs orbitálna rýchlosť
Úniková rýchlosť a orbitálna rýchlosť sú dva veľmi dôležité pojmy súvisiace s fyzikou. Tieto pojmy sú veľmi dôležité v oblastiach, ako sú satelitné projekty a veda o atmosfére. Úniková rýchlosť je dôvodom, prečo máme atmosféru a Mesiac ju nemá. Aby ste mohli vynikať v príslušných oblastiach, je dôležité dobre porozumieť týmto pojmom. Tento článok sa pokúsi porovnať únikovú rýchlosť s orbitálnou 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 týmito dvoma objektmi klesá s inverznou štvorcom vzdialenosti. V nekonečne je sila medzi týmito dvoma objektmi nulová. Potenciál bodu okolo hmoty je definovaný ako práca, ktorú je potrebné vykonať, aby sa objekt jednotkovej hmotnosti dostal z nekonečna do daného bodu. Keďže 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 musí byť daná objektu, aby ho poslal do nekonečna bez akejkoľvek inej sily. Z hľadiska energie sa kinetická energia v dôsledku danej rýchlosti rovná potenciálnej energii. Touto rovnosťou dostaneme únikovú rýchlosť ako druhú odmocninu z (2GM/r). Kde r je radiálna vzdialenosť k bodu, v ktorom sa meria potenciál.
Orbitálna rýchlosť
Orbitálna rýchlosť je rýchlosť, ktorú musí objekt udržať, aby sa dostal na určitú obežnú dráhu. Pre objekt, ktorý sa pohybuje po obežnej dráhe s polomerom r, je orbitálna rýchlosť daná druhou odmocninou z (F r / m), kde F je čistá vnútorná sila a m je hmotnosť obežného objektu. Vnútorná sila v hmotnom systéme je GMm/r2 Dosadením tohto dostaneme orbitálnu rýchlosť ako druhú odmocninu (GM/r). Dá sa to dokázať aj pomocou mechanickej úspory energie konzervatívneho poľa. Treba poznamenať, že orbitálna rýchlosť mení smer. Preto je to v skutočnosti zrýchlenie, ale veľkosť rýchlosti sa nemení. Malé straty energie vo vesmíre 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 v nekonečne bude rýchlosť nulová.
• Orbitálna rýchlosť zostáva konštantná počas celej obežnej dráhy. Orbitálna rýchlosť mení smer.
