Escape Velocity vs Orbital Velocity
Bēgšanas ātrums un orbītas ātrums ir divi ļoti svarīgi jēdzieni fizikā. Šie jēdzieni ir ļoti svarīgi tādās jomās kā satelītu projekti un atmosfēras zinātne. Bēgšanas ātrums ir iemesls, kāpēc mums ir atmosfēra, bet Mēnesim tādas nav. Ir ļoti svarīgi labi izprast šos jēdzienus, lai gūtu izcilību attiecīgajās jomās. Šajā rakstā tiks mēģināts salīdzināt bēgšanas ātrumu ar orbītas ātrumu, to definīcijas, aprēķinus, līdzības un visbeidzot atšķirības.
Escape Velocity
Kā mēs zinām no gravitācijas lauka teorijas, objekts ar masu vienmēr piesaista jebkuru citu objektu, kas atrodas ierobežotā attālumā no objekta. Palielinoties attālumam, spēks starp diviem objektiem samazinās ar attāluma apgriezto kvadrātu. Bezgalībā spēks starp diviem objektiem ir nulle. Punkta potenciāls ap masu tiek definēts kā darbs, kas jāveic, lai novestu objektu ar masas vienības no bezgalības līdz dotajam punktam. Tā kā vienmēr ir kāda pievilcība, darbs, kas jādara, ir negatīvs; tāpēc potenciāls punktā vienmēr ir negatīvs vai nulle. Potenciālā enerģija ir potenciāls, kas reizināts ar atnestā objekta masu. Bēgšanas ātrums ir definēts kā ātrums, kas jāpiešķir objektam, lai to bez cita spēka nosūtītu uz bezgalību. Enerģijas izteiksmē dotā ātruma radītā kinētiskā enerģija ir vienāda ar potenciālo enerģiju. Ar šo vienādību mēs iegūstam evakuācijas ātrumu kā kvadrātsakni no (2GM/r). Kur r ir radiālais attālums līdz punktam, tiek mērīts potenciāls.
Orbitālais ātrums
Orbitālais ātrums ir ātrums, kas objektam jāsaglabā, lai tas atrastos noteiktā orbītā. Objektam, kas iet pa orbītu ar rādiusu r, orbītas ātrumu nosaka ar kvadrātsakni no (F r / m), kur F ir neto iekšējais spēks un m ir orbitālā objekta masa. Masu sistēmā iekšējais spēks ir GMm/r2 To aizstājot, mēs iegūstam orbītas ātrumu kā kvadrātsakni no (GM/r). To var arī pierādīt, izmantojot konservatīvā lauka mehānisko enerģijas saglabāšanu. Jāņem vērā, ka orbītas ātrums maina virzienu. Tāpēc patiesībā tas ir paātrinājums, bet ātruma lielums nemainās. Nelieli enerģijas zudumi telpā izraisa šīs kinētiskās enerģijas samazināšanos, un tad objekts nonāk zemākā orbītā, lai stabilizētu.
Kāda ir atšķirība starp Escape Velocity un Orbital Velocity?
• Bēgšanas ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai izvairītos no virsmas.
• Orbītas ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai objektu noturētu orbītā.
• Abi šie lielumi ir neatkarīgi no kustīgā objekta.
• Bēgšanas ātrums samazināsies, objektam sasniedzot bezgalību, un bezgalībā ātrums būs nulle.
• Orbītas ātrums paliek nemainīgs visā orbītā. Orbītas ātrums maina virzienu.
