Escape Velocity vs Orbital Velocity
Hitrost pobega in orbitalna hitrost sta dva zelo pomembna koncepta fizike. Ti koncepti so zelo pomembni na področjih, kot so satelitski projekti in atmosferske znanosti. Hitrost pobega je razlog, da imamo ozračje, luna pa ga nima. Bistveno je dobro razumevanje teh konceptov, da bi se lahko izkazali na ustreznih področjih. Ta članek bo poskušal primerjati hitrost pobega z orbitalno hitrostjo, njihove definicije, izračune, podobnosti in nazadnje razlike.
Hitrost pobega
Kot vemo iz teorije gravitacijskega polja, objekt z maso vedno privlači kateri koli drug predmet, ki je postavljen na končni razdalji od predmeta. Ko se razdalja poveča, se sila med obema predmetoma zniža z obratnim kvadratom razdalje. V neskončnosti je sila med obema predmetoma enaka nič. Potencial točke okoli mase je opredeljen kot delo, ki ga je treba opraviti, da se objekt enote mase pripelje iz neskončnosti v določeno točko. Ker je delo vedno privlačno, je delo negativno; zato je potencial v točki vedno negativen ali nič. Potencialna energija je potencial, pomnožen z maso prinesenega predmeta. Hitrost pobega je definirana kot hitrost, ki jo je treba dati predmetu, da ga pošlje v neskončnost brez kakršne koli druge sile. Kar zadeva energijo,kinetična energija zaradi dane hitrosti je enaka potencialni energiji. S to enakostjo dobimo hitrost pobega kot kvadratni koren (2GM / r). Kjer je r radialna razdalja do točke, se izmeri potencial.
Orbitalna hitrost
Orbitalna hitrost je hitrost, ki jo mora objekt vzdrževati, da se nahaja na določeni orbiti. Za objekt, ki gre v orbito s polmerom r, je orbitalna hitrost podana s kvadratnim korenom (F r / m), kjer je F neto notranja sila in m masa mase orbitalnega predmeta. Notranja sila v masnem sistemu je GMm / r 2. Z nadomestitvijo tega dobimo orbitalno hitrost kot kvadratni koren (GM / r). To je mogoče dokazati tudi z uporabo mehanskega varčevanja z energijo konzervativnega polja. Treba je opozoriti, da orbitalna hitrost spreminja smer. Zato je to dejansko pospešek, vendar se velikost hitrosti ne spremeni. Zaradi majhnih izgub energije v vesolju se ta kinetična energija zmanjša, nato pa se objekt ustavi v nižjo orbito.
Kakšna je razlika med Escape Velocity in Orbital Velocity?
• Hitrost pobega je hitrost, ki je potrebna za pobeg s površine.
• Orbitalna hitrost je hitrost, potrebna za ohranitev predmeta v orbiti.
• Obe količini sta neodvisni od premikajočega se predmeta.
• Hitrost pobega se bo zmanjšala, ko bo objekt dosegel neskončnost, v neskončnosti pa bo hitrost enaka nič.
• Orbitalna hitrost ostane konstantna skozi celotno orbito. Hitrost kroženja spremeni smer.
