Viteza de evacuare vs viteza orbitală
Viteza de evacuare și viteza orbitală sunt două concepte foarte importante implicate în fizică. Aceste concepte sunt foarte importante în domenii precum proiectele prin satelit și știința atmosferică. Viteza de evacuare este motivul pentru care avem o atmosferă, iar luna nu are una. Este vital să înțelegeți bine aceste concepte pentru a excela în domeniile relevante. Acest articol va încerca să compare viteza de evacuare cu viteza orbitală, definițiile lor, calculele, similitudinile și în cele din urmă diferențele.
Viteza de evacuare
După cum știm din teoria câmpului gravitațional, un obiect având o masă atrage întotdeauna orice alt obiect care este plasat la o distanță finită de obiect. Pe măsură ce distanța crește, forța dintre cele două obiecte scade cu pătratul invers al distanței. La infinit, forța dintre cele două obiecte este zero. Potențialul unui punct în jurul unei mase este definit ca lucrarea care trebuie făcută pentru a aduce un obiect de masă unitară de la infinit la punctul dat. Din moment ce există întotdeauna o atracție, munca care trebuie făcută este negativă; prin urmare, potențialul la un punct este întotdeauna negativ sau zero. Energia potențială este potențialul înmulțit cu masa obiectului adus. Viteza de evacuare este definită ca viteza care trebuie dată unui obiect pentru a-l trimite la infinit fără nicio altă forță. În termeni de energie,energia cinetică datorată vitezei date este egală cu energia potențială. Prin această egalitate, obținem viteza de evacuare ca rădăcină pătrată a (2GM / r). Unde r este distanța radială până la punctul în care se măsoară potențialul.
Viteza orbitală
Viteza orbitală este viteza pe care un obiect trebuie să o mențină pentru a fi pe o anumită orbită. Pentru un obiect care merge pe o orbită cu raza r, viteza orbitală este dată de rădăcina pătrată a lui (F r / m) unde F este forța netă spre interior și m este masa obiectului orbital. Forța interioară într-un sistem de masă este GMm / r 2. Înlocuind acest lucru, obținem viteza orbitală ca rădăcină pătrată a (GM / r). Acest lucru poate fi dovedit și folosind conservarea mecanică a energiei într-un câmp conservator. Trebuie remarcat faptul că viteza orbitală schimbă direcția. Prin urmare, aceasta este de fapt accelerație, dar magnitudinea vitezei nu se schimbă. Pierderile mici de energie din spațiu determină reducerea acestei energii cinetice și apoi obiectul ajunge pe o orbită inferioară pentru a se stabiliza.
Care este diferența dintre Escape Velocity și Orbital Velocity?
• Viteza de evacuare este viteza necesară pentru a scăpa de pe o suprafață.
• Viteza orbitală este viteza necesară pentru a menține un obiect pe o orbită.
• Ambele cantități sunt independente de obiectul în mișcare.
• Viteza de evacuare se va reduce pe măsură ce obiectul ajunge la infinit, iar la infinit viteza va fi zero.
• Viteza orbitală rămâne constantă pe toată orbita. Viteza orbitală schimbă direcția.
