Διαφορά μεταξύ ταχύτητας διαφυγής και τροχιακής ταχύτητας

Ταχύτητα διαφυγής έναντι τροχιακής ταχύτητας

Η ταχύτητα διαφυγής και η ταχύτητα της τροχιάς είναι δύο πολύ σημαντικές έννοιες της φυσικής. Αυτές οι έννοιες είναι πολύ σημαντικές σε τομείς όπως τα δορυφορικά έργα και η ατμοσφαιρική επιστήμη. Η ταχύτητα διαφυγής είναι ο λόγος για τον οποίο έχουμε μια ατμόσφαιρα και το φεγγάρι δεν έχει ένα. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε μια καλή κατανόηση σε αυτές τις έννοιες για να υπερέχουν σε συναφείς τομείς. Αυτό το άρθρο θα προσπαθήσει να συγκρίνει την ταχύτητα διαφυγής με την ταχύτητα της τροχιάς, τους ορισμούς, τους υπολογισμούς, τις ομοιότητες και τελικά τις διαφορές.

Velocity Escape

Όπως γνωρίζουμε από τη θεωρία του πεδίου βαρύτητας, ένα αντικείμενο που έχει μια μάζα πάντα προσελκύει οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο τοποθετείται σε μια πεπερασμένη απόσταση από το αντικείμενο. Καθώς η απόσταση αυξάνει η δύναμη μεταξύ των δύο αντικειμένων μειώνεται με το αντίστροφο τετράγωνο της απόστασης. Στο άπειρο, η δύναμη μεταξύ των δύο αντικειμένων είναι μηδέν. Το δυναμικό ενός σημείου γύρω από μία μάζα ορίζεται ως το έργο που πρέπει να γίνει για να φέρει ένα αντικείμενο μάζας μονάδας από το άπειρο στο δεδομένο σημείο. Δεδομένου ότι υπάρχει πάντα έλξη η εργασία πρέπει να γίνει είναι αρνητική? Επομένως, το δυναμικό σε ένα σημείο είναι πάντα αρνητικό ή μηδενικό. Η δυνητική ενέργεια είναι το δυναμικό που πολλαπλασιάζεται με τη μάζα του αντικειμένου που φέρεται. Η ταχύτητα διαφυγής ορίζεται ως η ταχύτητα που πρέπει να δοθεί σε ένα αντικείμενο προκειμένου να το στείλει στο άπειρο χωρίς άλλη δύναμη. Όσον αφορά την ενέργεια, η κινητική ενέργεια που οφείλεται στην δεδομένη ταχύτητα είναι ίση με την πιθανή ενέργεια. Με αυτή την ισότητα, παίρνουμε την ταχύτητα διαφυγής ως την τετραγωνική ρίζα του (2GM / r). Όπου r είναι η ακτινική απόσταση από το σημείο, το δυναμικό μετράται.

Τροχιακή ταχύτητα

Η ταχύτητα της τροχιάς είναι η ταχύτητα που πρέπει να διατηρεί ένα αντικείμενο για να είναι σε κάποια τροχιά. Για ένα αντικείμενο που κινείται σε μια τροχιά με ακτίνα r, η ταχύτητα της τροχιάς δίνεται από την τετραγωνική ρίζα (F r / m) όπου F είναι η καθαρή εσωτερική δύναμη και m είναι η μάζα του τροχιακού αντικειμένου. Η εσωτερική δύναμη σε ένα σύστημα μάζας είναι GMm / r ² . Με την αντικατάσταση αυτού, παίρνουμε την τροχιακή ταχύτητα ως την τετραγωνική ρίζα του (GM / r). Αυτό μπορεί επίσης να αποδειχθεί χρησιμοποιώντας μηχανική εξοικονόμηση ενέργειας ενός συντηρητικού πεδίου. Πρέπει να σημειωθεί ότι η τροχιακή ταχύτητα αλλάζει την κατεύθυνση. Επομένως, αυτό είναι στην πραγματικότητα επιτάχυνση, αλλά το μέγεθος της ταχύτητας δεν αλλάζει. Οι μικρές απώλειες ενέργειας στο διάστημα προκαλούν τη μείωση της κινητικής ενέργειας και στη συνέχεια το αντικείμενο έρχεται σε χαμηλότερη τροχιά προκειμένου να σταθεροποιηθεί.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ταχύτητας διαφυγής και της τροχιακής ταχύτητας; • Η ταχύτητα διαφυγής είναι η ταχύτητα που απαιτείται για να ξεφύγει από μια επιφάνεια. • Η τροχιακή ταχύτητα είναι η ταχύτητα που απαιτείται για τη διατήρηση ενός αντικειμένου σε τροχιά. • Και οι δύο αυτές ποσότητες είναι ανεξάρτητες από το κινούμενο αντικείμενο. • Η ταχύτητα διαφυγής θα μειωθεί καθώς το αντικείμενο φτάνει στο άπειρο και στο άπειρο η ταχύτητα θα είναι μηδενική. • Η ταχύτητα της τροχιάς παραμένει σταθερή σε όλη την τροχιά. Η τροχιακή ταχύτητα αλλάζει κατεύθυνση.