Pabėgimo greitis vs orbitinis greitis
Pabėgimo greitis ir orbitos greitis yra dvi labai svarbios fizikos sąvokos. Šios sąvokos yra labai svarbios tokiose srityse kaip palydoviniai projektai ir atmosferos mokslas. Pabėgimo greitis yra priežastis, kodėl mes turime atmosferą, o mėnulis jos neturi. Labai svarbu gerai išmanyti šias sąvokas, kad galėtume tobulėti atitinkamose srityse. Šiame straipsnyje bus bandoma palyginti pabėgimo greitį su orbitos greičiu, jų apibrėžimais, skaičiavimais, panašumais ir galiausiai skirtumais.
Pabėgimo greitis
Kaip žinome iš gravitacinio lauko teorijos, masę turintis objektas visada pritraukia bet kurį kitą objektą, esantį ribotame atstume nuo objekto. Kai atstumas didėja, jėga tarp dviejų objektų mažėja atvirkštiniu atstumo kvadratu. Begalybėje jėga tarp dviejų objektų yra lygi nuliui. Taško aplink masę potencialas apibrėžiamas kaip darbas, kurį reikia atlikti, kad masės vieneto objektas būtų iš begalybės į nurodytą tašką. Kadangi darbas visada yra patrauklus, darbas turi būti neigiamas; todėl potencialas taške visada yra neigiamas arba lygus nuliui. Potenciali energija yra potencialas, padaugintas iš atvežto daikto masės. Pabėgimo greitis apibrėžiamas kaip greitis, kurį reikia suteikti objektui, kad jis be jokios kitos jėgos galėtų jį išsiųsti į begalybę. Kalbant apie energiją,kinetinė energija dėl nurodyto greičio yra lygi potencialiai energijai. Taikydami šią lygybę, pabėgimo greitis gaunamas kaip kvadratinė šaknis (2GM / r). Kur r yra radialinis atstumas iki taško, iš kurio matuojamas potencialas.
Orbitos greitis
Orbitos greitis yra greitis, kurį objektas turi išlaikyti, kad galėtų atsidurti tam tikroje orbitoje. Objektui, einančiam orbitoje spinduliu r, orbitos greitis nurodomas kvadratine šaknimi (F r / m), kur F yra grynoji vidinė jėga, o m - orbitos objekto masė. Masės sistemos vidinė jėga yra GMm / r 2. Pakeisdami tai, gauname orbitos greitį kaip kvadratinę šaknį (GM / r). Tai taip pat galima įrodyti naudojant konservatyvaus lauko mechaninį energijos taupymą. Reikia pažymėti, kad orbitos greitis keičia kryptį. Todėl tai iš tikrųjų yra pagreitis, tačiau greičio dydis nesikeičia. Dėl nedidelių energijos nuostolių kosmose ši kinetinė energija sumažėja, o tada objektas pasiekia žemesnę orbitą, kad stabilizuotųsi.
Kuo skiriasi pabėgimo greitis nuo orbitinio greičio?
• Pabėgimo greitis yra greitis, kurio reikia norint išeiti iš paviršiaus.
• Orbitos greitis yra greitis, reikalingas objektui išlaikyti orbitoje.
• Abu šie dydžiai nepriklauso nuo judančio objekto.
• Pabėgimo greitis sumažės, kai objektas pasiekia begalybę, o begalybėje greitis bus lygus nuliui.
• Visoje orbitoje orbitos greitis išlieka pastovus. Orbitos greitis keičia kryptį.
