Naučite se, kako deluje hitrost pobega in kako izračunati hitrost pobega

Potrebna je določena stopnja hitrosti, da objekt doseže orbito okoli nebesnega telesa, kot je Zemlja. Še večja hitrost je potrebna, da se osvobodi takšne orbite. Ko astrofiziki oblikujejo rakete za potovanje na druge planete - ali v celoti iz osončja -, uporabijo hitrost vrtenja Zemlje, da pospešijo rakete in jih izstrelijo izven dosega Zemljine gravitacije. Hitrost, potrebna za izhod iz orbite, je znana kot hitrost ubežavanja.

Skoči na odsek

• Kaj je hitrost pobega?
• Kako deluje Escape Velocity?
• Kako izračunate hitrost pobega?
• Kakšna je hitrost pobega Zemlje?
• Kakšna je razlika med hitrostjo pobega in hitrostjo kroženja?
• Želite izvedeti več o raziskovanju vesolja?
• Izvedite več o MasterClass Chrisa Hadfielda

Nekdanji poveljnik Mednarodne vesoljske postaje vas uči vede o raziskovanju vesolja in o prihodnosti.

Kaj je hitrost pobega?

Hitrost pobega, kot velja za raketno znanost in vesoljska potovanja, je hitrost, ki je potrebna, da se objekt (na primer raketa) izogne ​​gravitacijski orbiti nebesnega telesa (na primer planeta ali zvezde).

Kako deluje Escape Velocity?

Podobno kot orbitalna hitrost se tudi hitrost uhajanja spreminja glede na oddaljenost objekta od težišča. V praksi je višja kot je nadmorska višina rakete nad Zemljo, manjša hitrost bo potrebna za:

koliko unč je v 750-mililitrski steklenici

• Krog Zemlje
• V celoti pobegnite z gravitacijskega polja Zemlje

Eden od razlogov, da lahko komunikacijski sateliti krožijo okoli Zemlje, ne da bi nenehno trošili energijo, je ta, da obstajajo na nadmorski višini milj nad Zemljo. Nasprotno pa mora komercialno letalo, ki leti precej bližje površju planeta, nenehno izkoristiti energijo, da ostane na nebu. Po tem istem principu potrebuje sorazmerno manj energije za raketo, ki je daleč od zemeljske površine, da doseže ubežno hitrost, kot bi jo, če bi raketa letela blizu zemlje.

Kako izračunate hitrost pobega?

Hitrost pobega je funkcija orbitalne hitrosti predmeta. Če vzamete hitrost, potrebno za vzdrževanje orbite na določeni nadmorski višini, in jo pomnožite s kvadratnim korenom 2 (kar je približno 1,414), boste izpeljali hitrost, potrebno za izhod iz orbite, in gravitacijsko polje, ki nadzoruje to orbito.

V raziskovanju človeškega vesolja razmislite o vesoljski ladji, ki trenutno kroži okoli zemlje. Če bo dovolj dolgo sprožil svoj motor, bo sčasoma šel dovolj hitro, da bo odletel v globok vesolj in ušel gravitaciji planeta. Ta hitrost, imenovana hitrost izhoda, je preprosto kvadratni koren 2 ali 41 odstotkov hitrejša od krožne hitrosti.

Kakšna je hitrost pobega Zemlje?

V teoretičnem smislu je hitrost pobega na površju Zemlje 11,2 km na sekundo (6,96 milje na sekundo). Hitrost pobega na površini Lune je približno 2,4 km na sekundo (1,49 milje na sekundo).

V praksi te številke niso strašno pomembne. Rakete ne uidejo gravitaciji Zemlje tako, da izstrelijo neposredno s površine. Namesto tega astronomski inženirji najprej pošljejo te rakete v orbito, nato pa uporabijo orbitalno hitrost kot pračko, da raketo poženejo do potrebne hitrosti pobega. Poleg tega zgoraj naštete hitrosti pobega ne upoštevajo atmosferske odpornosti, ki bi dejansko povečala potrebno hitrost, potrebno za izhod iz gravitacijskega polja planeta. To je še en razlog več, zakaj so raketni znanstveniki najprej postavili vesoljska plovila v orbito, preden so sprožili hitrost pobega.

kako šivati ​​z iglo

MasterClass

Predlagano za vas

Spletni tečaji, ki jih poučujejo največji možje na svetu. Razširite svoje znanje v teh kategorijah.

Uči raziskovanje vesolja

Uči varstva

kako napisati primerjalni in kontrastni papir

Uči znanstveno razmišljanje in komuniciranje

Uči znanost o boljšem spancu

Kakšna je razlika med hitrostjo pobega in hitrostjo kroženja?

Misli kot profesionalec

Nekdanji poveljnik Mednarodne vesoljske postaje vas uči vede o raziskovanju vesolja in o prihodnosti.

Orbitalna hitrost je hitrost, potrebna za dosego orbite okoli nebesnega telesa, kot je planet ali zvezda, medtem ko je hitrost pobega hitrost, potrebna za izhod iz te orbite. Vzdrževanje orbitalne hitrosti zahteva potovanje z neprekinjeno hitrostjo, ki:

• Poravna se s hitrostjo vrtenja nebesnega telesa
• Je dovolj hiter, da prepreči silo gravitacije, ki vleče predmet, ki kroži, proti površini telesa

Orbitalno hitrost omogoča ukrivljena površina planeta, zvezde ali drugega nebesnega telesa. Predmet, ki kroži, se nagiba k premikanju v ravni črti, medtem ko telo, ki ga kroži, kroži. Stalna ukrivljenost telesa, ki kroži, kot taka preprečuje, da bi predmet, ki kroži, padel povsem na površje, pod pogojem, da objekt, ki kroži, ohranja ustrezno hitrost.

V vesolju je zaradi načela vztrajnosti lažje vzdrževati konstantno hitrost kot na zemlji. Eden od zakonov vztrajnosti sira Isaaca Newtona navaja, da objekt v gibanju ponavadi ostane v gibanju, če nanj ne deluje zunanja sila. V zemeljski atmosferi leteči objekt naleti na številne molekule zraka, ki kumulativno upočasnijo hitrost tega predmeta, ko leti po nebu. Ko potujete izven zemeljske atmosfere, postane zrak bolj prazen, z manj molekulami, ki preprečujejo hitrost naprej telesa, ki kroži.

kaj naredi dober kratki film

V našem celotnem vodniku tukaj preberite več o orbitalni hitrosti.

Želite izvedeti več o raziskovanju vesolja?

Ne glede na to, ali ste nadobudni astronavtski inženir ali pa se preprosto želite bolj informirati o znanosti vesoljskih potovanj, je spoznavanje bogate in podrobne zgodovine človeškega vesoljskega poleta bistvenega pomena za razumevanje napredka raziskovanja vesolja. V MasterClassu o raziskovanju vesolja Chrisa Hadfielda nekdanji poveljnik Mednarodne vesoljske postaje ponuja neprecenljiv vpogled v to, kaj je potrebno za raziskovanje vesolja in kaj ima prihodnost za človeka na zadnji meji. Chris govori tudi o znanosti o vesoljskih potovanjih, življenju kot astronavt in o tem, kako bo letenje v vesolju za vedno spremenilo vaše razmišljanje o življenju na Zemlji.

Bi radi izvedeli več o raziskovanju vesolja? Letno članstvo v MasterClassu ponuja ekskluzivne video lekcije mojstrov znanstvenikov in astronavtov, kot je Chris Hadfield.