Sisu

• Sammud
• Näpunäited

Põgenemiskiirus on vajalik, et objekt saaks üle selle planeedi gravitatsioonilise külgetõmbe, millel see asub. Näiteks Maalt lahkumiseks ja kosmosesse sisenemiseks peab rakett jõudma põgenemiskiirusele.

Sammud

1. meetod 2-st: põgenemiskiiruse mõistmine

1. 

   Seadke põgenemiskiirus. See viitab kiirusele, mille objekt peab saavutama, et ületada selle planeedi gravitatsiooniline külgetõmme, millel ta asub, saades sellega võimaluse liikuda kosmose poole. Suuremal planeedil on rohkem massi ja see nõuab palju suuremat evakuatsioonikiirust kui väiksema massiga väiksem planeet.
2. Alustage energiasäästuga. Ta väidab, et isoleeritud süsteemi koguenergia jääb samaks. Allpool toodud tuletus töötab koos maaraketisüsteemiga ja eeldab, et analüüsitav süsteem on isoleeritud.
   • Energia säästmisel on potentsiaalsed ja kineetilised energiad algsed ja lõplikud, kuna see esindab kineetilist energiat ja potentsiaalset energiat.
3. Määratlege kineetiline ja potentsiaalne energia.
   • Kineetiline energia on liikumise energia, mis on võrdne, nii et see tähistab raketi massi ja selle kiirust.
   • Potentsiaalne energia on energia, mis tuleneb objekti asukohast süsteemis esinevate kehade suhtes. Füüsikas on see üldiselt määratletud kui võrdne lõpmatu kaugusega Maast. Kuna gravitatsioonijõud on atraktiivne, on raketi potentsiaalne energia alati negatiivne (ja mida väiksem, seda lähemal on see Maale). Maa-raketisüsteemi potentsiaalne energia kirjutatakse siis järgmiselt: kuna see tähistab Newtoni gravitatsioonikonstanti, tähistab Maa massi ja tähistab kahe massi keskpunktide vahelist kaugust.
4. Asendage energiasäästu väljendid. Kui see saavutab atmosfääri pääsemiseks vajaliku minimaalse kiiruse, peatub rakett Maast lõpmatu kaugusel, nii et. Siis lakkab ta tundmast Maa gravitatsioonilist tõmmet ega naase enam kunagi, nagu ka tema.
5. Leidke väärtus.
   • Ülaltoodud võrrandis tähistab see raketi põgenemiskiirust - minimaalset kiirust, mis on vajalik Maa gravitatsioonilise tõmbe pääsemiseks.
   • Pange tähele, et põgenemiskiirus ei sõltu raketi massist. Mass kajastub nii Maa gravitatsiooni potentsiaalses energias kui ka raketi liikumise kineetilises energias.

Meetod 2/2: põgenemiskiiruse arvutamine

1. Töötage väljumiskiiruse võrrandiga.
   • Võrrand eeldab, et teie planeet on sfääriline ja selle tihedus on püsiv. Reaalses maailmas sõltub põgenemiskiirus selle asukohast pinnal, kuna planeet osutub pöörlemise tõttu ekvaatoril laiemaks, lisaks oma koostise tõttu väikestele tiheduse kõikumistele.
2. Saage aru võrrandi muutujatest.
   • on Newtoni gravitatsioonikonstant. Selle konstandi väärtus peegeldab tõsiasja, et gravitatsioon on uskumatult nõrk jõud. Selle otsustas eksperimentaalselt 1798. aastal Henry Cavendish, kuid selle täpset mõõtmist on osutunud märkimisväärselt raskeks.
     • saab kirjutada ainult põhiühikute abil, näiteks, kuna.
   • Mass ja raadius sõltuvad planeedist, kust soovite põgeneda.
   • Väärtused on vaja teisendada rahvusvahelisse süsteemi. Teisisõnu tuleb massi väljendada kilogrammides () ja vahemaad väljendada meetrites (). Kui leiate väärtusi erinevates ühikutes, näiteks miilides, teostage teisendus.
3. Määrake oma planeedi mass ja raadius. Maa puhul eeldatakse, et olete merepinnal, nt.
   • Otsige Internetist teiste planeetide või kuude massimassi ja kiirte tabelit.
4. Asendage võrrandis olevad väärtused. Nüüd, kui teil on vajalikud andmed, võite hakata lahendama.
5. Analüüsige. Pidage meeles, et kontrollige ühikuid samal ajal ja tühistage need võimaluse korral, et saada ühtne lahendus.
   • Viimases etapis oli võimalik vastus teisendada, korrutades saadud väärtuse teisendusteguriga.

Näpunäited

• Kuna Newtoni gravitatsioonikonstanti on üsna raske täpselt mõõta, tuntakse standardset gravitatsiooniparameetrit sageli palju täpsemalt. Põgenemiskiiruse arvutamiseks on seda võimalik kasutada.
  • Maa standard gravitatsiooniparameeter on võrdne.