Különbség a menekülési sebesség és az orbitális sebesség között

Escape Velocity vs Orbital Velocity

A menekülési sebesség és az orbitális sebesség két nagyon fontos fogalom a fizikában. Ezek a fogalmak nagyon fontosak olyan területeken, mint a műholdas projektek és a légköri tudomány. A menekülési sebesség az oka annak, hogy légkörünk van, a holdnak pedig nincs. Elengedhetetlen, hogy ezeket a fogalmakat jól megértsük, hogy kiemelkedjünk a releváns területeken. Ez a cikk megpróbálja összehasonlítani a menekülési sebességet az orbitális sebességgel, azok meghatározásaival, számításaival, hasonlóságaival és végül a különbségekkel..

Szökési sebesség

Amint a gravitációs térelméletből tudjuk, egy tömegű tárgy mindig vonzza minden más tárgyat, amely véges távolságra van a tárgytól. A távolság növekedésével a két tárgy közötti erő csökken a távolság fordított négyzetével. A végtelennél a két tárgy közötti erő nulla. A tömeg körüli pont potenciálját az a munka határozza meg, amelyet meg kell tenni az egységtömeg-objektum végtelenségből az adott pontba történő eljuttatása érdekében. Mivel mindig van vonzerő, a munkát negatívan kell elvégezni; ezért a potenciál egy ponton mindig negatív vagy nulla. A potenciális energia a potenciál szorozva a behozott tárgy tömegével. A menekülési sebességet az a sebesség határozza meg, amelyet egy tárgynak meg kell adni annak érdekében, hogy más erő nélkül a végtelenbe továbbítsa. Az energiát tekintve a kinetikus energia az adott sebesség miatt egyenlő a potenciális energiával. Ezzel az egyenlőséggel a menekülési sebességet (2GM / r) négyzetgyökként kapjuk. Ahol r a sugárirányú távolsága a pontig, megmérik a potenciált.

Orbitális sebesség

Az orbitális sebesség az a sebesség, amelyet az objektumnak meg kell tartania ahhoz, hogy egy adott pályára kerüljön. Az r sugárú pályán haladó tárgy esetén az orbitális sebességet (F r / m) négyzetgyöke adja meg, ahol F a nettó befelé irányuló erő, m pedig az orbitális tárgy tömege. A tömegrendszerben a belső erő GMm / r².  Ennek helyettesítésével az orbitális sebességet kapjuk (GM / r) négyzetgyökének. Ez a konzervatív mező mechanikus energiamegtakarításával is igazolható. Meg kell jegyezni, hogy az orbitális sebesség megváltoztatja az irányt. Ezért ez valójában gyorsulás, de a sebesség nagysága nem változik. Az űrben lévő kis energiaveszteségek csökkentik ezt a kinetikus energiát, majd az objektum alacsonyabb pályára kerül, hogy stabilizálódjon..