Rozdíl mezi útěkovou rychlostí a orbitální rychlostí

Unikněte rychlost vs orbitální rychlost

Úniková rychlost a orbitální rychlost jsou dva velmi důležité pojmy zahrnuté ve fyzice. Tyto koncepce jsou velmi důležité v oblastech, jako jsou satelitní projekty a atmosférická věda. Úniková rychlost je důvodem, proč máme atmosféru a Měsíc ji nemá. Aby bylo možné vyniknout v příslušných oblastech, je nezbytné, aby tyto pojmy dobře rozuměli. Tento článek se bude snažit porovnat únikovou rychlost s orbitální rychlostí, jejich definice, výpočty, podobnosti a nakonec rozdíly.

Úniková rychlost

Jak víme z teorie gravitačního pole, objekt s hmotou vždy přitahuje jakýkoli jiný objekt, který je umístěn v konečné vzdálenosti od objektu. Jak se vzdálenost zvětšuje, síla mezi dvěma objekty se snižuje s obráceným čtvercem vzdálenosti. V nekonečnu je síla mezi těmito dvěma objekty nulová. Potenciál bodu kolem hmoty je definován jako práce, která musí být provedena, aby se předmět hromadné hmoty dostal z nekonečna do daného bodu. Protože vždy existuje přitažlivost, musí být práce vykonána negativní; proto je potenciál v bodě vždy záporný nebo nulový. Potenciální energie je potenciál vynásobený hmotou přineseného objektu. Úniková rychlost je definována jako rychlost, která musí být dána objektu, aby byl poslán do nekonečna bez jakékoli jiné síly. Pokud jde o energii, kinetická energie v důsledku dané rychlosti se rovná potenciální energii. Touto rovností dostaneme únikovou rychlost jako druhou odmocninu (2GM / r). Kde r je radiální vzdálenost k bodu, měří se potenciál.

Orbitální rychlost

Orbitální rychlost je rychlost, kterou musí objekt udržovat, aby byl na určité oběžné dráze. Pro objekt jedoucí na oběžné dráze s poloměrem r je orbitální rychlost dána druhou odmocninou (F r / m), kde F je síťová síla dovnitř a m je hmotnost orbitálního objektu. Vnitřní síla v hromadném systému je GMm / r².  Tím, že toto nahradíme, dostaneme orbitální rychlost jako druhou odmocninu (GM / r). To lze také prokázat pomocí mechanické úspory energie v konzervativním poli. Je třeba poznamenat, že orbitální rychlost mění směr. Proto je to vlastně zrychlení, ale velikost rychlosti se nemění. Malé energetické ztráty v prostoru způsobují, že se tato kinetická energie snižuje, a poté se předmět dostane na nižší orbitu, aby se stabilizoval.