Зміст

• Кроки
• Поради

Швидкість втечі - така необхідна для того, щоб об’єкт подолав гравітаційне притягнення планети, на якій він знаходиться. Наприклад, ракета повинна досягти швидкості втечі, щоб покинути Землю і вийти в космос.

Кроки

Метод 1 з 2: Розуміння швидкості втечі

1. 

   Встановіть швидкість втечі. Він позначає швидкість, яку повинен досягти об'єкт, щоб подолати гравітаційне притягнення планети, на якій він опинився, таким чином, зможе йти в напрямку космосу. Більша планета має більшу масу і вимагає значно більшої швидкості втечі, ніж менша планета з меншою масою.
2. Почніть із енергозбереження. Вона заявляє, що загальна енергія в ізольованій системі залишається колишньою. Виведення нижче працює із ракетною системою Земля та передбачає, що система, що аналізується, є ізольованою.
   • При збереженні енергії потенційна та кінетична енергії є початковою та кінцевою, оскільки вона являє кінетичну енергію та представляє потенційну енергію.
3. Визначте кінетичну та потенційну енергії.
   • Кінетична енергія - це енергія руху, дорівнює, так що вона представляє масу ракети і представляє її швидкість.
   • Потенційна енергія - це енергія, що виникає внаслідок положення об'єкта відносно тіл, присутніх у системі. У фізиці її зазвичай визначають як рівну нескінченній відстані від Землі. Оскільки гравітаційна сила приваблива, потенційна енергія ракети завжди буде негативною (і чим меншою, тим ближче до Землі). Потенційна енергія в ракетній системі Земля буде записана як, оскільки вона являє собою гравітаційну константу Ньютона, представляє масу Землі і представляє відстань між центрами двох мас.
4. Замініть вирази в енергозбереженні. Коли вона досягне мінімальної швидкості, необхідної для виходу з атмосфери, ракета зупиниться на нескінченній відстані від Землі, так що. Тоді він перестане відчувати гравітаційне тягнення до Землі і ніколи не повернеться, так і він.
5. Знайдіть значення.
   • У наведеному вище рівнянні він представляє швидкість втечі ракети - мінімальну швидкість, необхідну для уникнення гравітаційного тяжіння Землі.
   • Зверніть увагу, що швидкість втечі не залежить від маси ракети. Маса відображається як в потенційній енергії сили тяжіння Землі, так і в кінетичній енергії руху ракети.

Метод 2 з 2: Обчислення швидкості втечі

1. Робота з рівнянням швидкості втечі.
   • Рівняння передбачає, що планета, на якій ви перебуваєте, сферична і має постійну щільність. У реальному світі швидкість втечі залежить від її положення на поверхні, оскільки планета виявляється ширшою на екваторі через обертання, на додаток до незначних змін щільності внаслідок її складу.
2. Зрозумійте змінні в рівнянні.
   • - гравітаційна константа Ньютона. Значення цієї константи відображає той факт, що сила тяжіння - неймовірно слабка сила. Він був експериментально визначений у 1798 році Генрі Кавендішем, але його виявити надзвичайно важко точно виміряти.
     • можна записати лише за допомогою основних одиниць, як, от.
   • Маса і радіус залежать від планети, з якої потрібно втекти.
   • Необхідно перетворити значення в міжнародну систему. Іншими словами, маса повинна бути виражена в кілограмах (), а відстань - у метрах (). Якщо ви зустрічаєте значення в різних одиницях, наприклад, милях, виконайте перетворення.
3. Визначте масу та радіус планети, на якій ви перебуваєте. Що стосується Землі, якщо припустити, що ви знаходитесь на рівні моря, e.
   • Шукайте в Інтернеті таблицю мас та променів з інших планет чи місячних.
4. Підставте значення рівняння. Тепер, коли у вас є потрібні вам дані, ви можете приступити до вирішення.
5. Проаналізуйте. Не забудьте перевірити одиниці одночасно та скасувати їх, де це можливо, для отримання послідовного рішення.
   • На останньому кроці можна було перетворити відповідь, помноживши значення, отримане на коефіцієнт перетворення.

Поради

• Оскільки гравітаційну константу Ньютона досить складно виміряти, стандартний гравітаційний параметр часто відомий набагато точніше. Можна замість цього обчислити швидкість втечі.
  • Стандартний гравітаційний параметр Землі дорівнює.