Разница между скоростью убегания и орбитальной скоростью

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Скорость убегания в зависимости от орбитальной скорости

Скорость убегания и орбитальная скорость - два очень важных понятия, задействованных в физике. Эти концепции очень важны в таких областях, как спутниковые проекты и наука об атмосфере. Скорость убегания - это причина того, что у нас есть атмосфера, а на Луне ее нет. Жизненно важно хорошо понимать эти концепции, чтобы преуспеть в соответствующих областях. В этой статье мы попытаемся сравнить космическую скорость с орбитальной, их определения, расчеты, сходства и, наконец, различия.

Скорость убегания

Как мы знаем из теории гравитационного поля, объект, имеющий массу, всегда притягивает любой другой объект, находящийся на конечном расстоянии от объекта. По мере увеличения расстояния сила между двумя объектами уменьшается пропорционально квадрату расстояния. На бесконечности сила между двумя объектами равна нулю. Потенциал точки вокруг массы определяется как работа, которую необходимо совершить, чтобы переместить объект единичной массы из бесконечности в заданную точку. Поскольку всегда есть влечение, работа, которую нужно выполнить, негативна; следовательно, потенциал в точке всегда отрицательный или равен нулю. Потенциальная энергия - это потенциал, умноженный на массу приносимого объекта. Ускользающая скорость определяется как скорость, которая должна быть придана объекту, чтобы отправить его в бесконечность без какой-либо другой силы. Что касается энергии,кинетическая энергия, обусловленная данной скоростью, равна потенциальной энергии. По этому равенству мы получаем космическую скорость как квадратный корень из (2GM / r). Где r - радиальное расстояние до точки, в которой измеряется потенциал.

Орбитальная скорость

Орбитальная скорость - это скорость, которую объект должен поддерживать, чтобы находиться на определенной орбите. Для объекта, движущегося по орбите с радиусом r, орбитальная скорость определяется квадратным корнем из (F r / m), где F - чистая внутренняя сила, а m - масса орбитального объекта. Сила, направленная внутрь системы масс, равна GMm / r ². Подставляя это, мы получаем орбитальную скорость как квадратный корень из (GM / r). Это также можно доказать, используя сохранение механической энергии консервативного поля. Следует отметить, что орбитальная скорость меняет направление. Следовательно, это собственно ускорение, но величина скорости не меняется. Небольшие потери энергии в космосе приводят к уменьшению этой кинетической энергии, а затем объект переходит на более низкую орбиту для стабилизации.

В чем разница между скоростью убегания и орбитальной скоростью?

• Скорость покидания - это скорость, необходимая для покидания поверхности.

• Орбитальная скорость - это скорость, необходимая для удержания объекта на орбите.

• Обе эти величины не зависят от движущегося объекта.

• Скорость убегания будет уменьшаться, когда объект достигнет бесконечности, а на бесконечности скорость будет равна нулю.

• Орбитальная скорость остается постоянной на протяжении всей орбиты. Орбитальная скорость меняет направление.