Hvordan opnås flugthastighed?

Escape -hastighed er den minimale hastighed, som et objekt har brug for for at undslippe gravitationens træk i et himmelsk legeme, som en planet eller en stjerne, uden yderligere fremdrift. Sådan opnås det:

forståelse af konceptet:

* Gravitationstræk: Hvert objekt med masse udøver en tyngdekraft på andre objekter. Jo stærkere massen er, jo stærkere er trækket.

* Energi krævet: For at undslippe tyngdekraften skal et objekt at overvinde den potentielle energi, det har på grund af det himmelske krops tyngdekraft.

* kinetisk energi: Objektets bevægelse giver denne energi. Jo hurtigere objektet er, jo mere kinetisk energi har den.

Formel for flugthastighed:

Flugthastigheden (Vₑ) kan beregnes ved hjælp af følgende formel:

`` `

vₑ =√ (2 g/r)

`` `

Hvor:

* g: Gravitationskonstant (ca. 6,674 × 10⁻¹¹ M³/kg · s²)

* m: Massen af ​​det himmelske legeme (i kg)

* r: Radius for det himmelske legeme (i meter)

hvordan det fungerer:

1. gravitationspotentiale energi: Objektet på overfladen af ​​det himmelske legeme har en vis gravitationspotentiale energi (GPE). Denne energi er negativ, hvilket indikerer, at objektet er bundet til det himmelske legeme af tyngdekraften.

2. kinetisk energi: Når objektet bevæger sig hurtigere, øges dets kinetiske energi.

3. flugthastighed: Når objektets kinetiske energi er lig med eller større end den absolutte værdi af dens GPE, slipper den ud af gravitationstrækket. Dette er det punkt, hvor objektet har energi nok til at nå en uendelig afstand fra det himmelske legeme.

Eksempel:

Lad os beregne flugthastigheden for Jorden:

* m (jord): 5,972 × 10²⁴ kg

* r (jord): 6.371.000 meter

Tilslutning af disse værdier til formlen:

`` `

vₑ =√ (2 * 6,674 × 10⁻¹¹ M³ / kg · s² * 5,972 × 10²⁴ kg / 6,371.000 m)

Vₑ ≈ 11,186 m/s

`` `

Dette betyder, at et objekt skal være på ca. 11.186 meter i sekundet (ca. 25.000 miles i timen) for at undslippe Jordens tyngdekraft.

Vigtig note:

* Luftbestandighed: Formlen antager et vakuum, så i virkeligheden skulle luftbestandighed overvejes.

* Ikke-ensartet tyngdekraft: Formlen antager, at det himmelske legeme har ensartet tyngdekraft, hvilket ikke er helt nøjagtigt.

* Andre faktorer: Andre faktorer som objektets bane og tilstedeværelsen af ​​andre himmellegemer kan også påvirke flugthastigheden.

Fortæl mig, hvis du har flere spørgsmål!