Sisältö

• Askeleet
• vinkkejä

Poistumisnopeus on se, mikä on välttämätöntä esineelle, jotta se voittaisi sen planeetan painovoiman vetovoiman, jolla se sijaitsee. Esimerkiksi raketin on saavutettava poistumisnopeus poistuakseen maasta ja päästäkseen avaruuteen.

Askeleet

Tapa 1/2: Poistumisnopeuden ymmärtäminen

1. 

   Aseta poistumisnopeus. Se viittaa nopeuteen, joka esineen on saavutettava voittaakseen sen planeetan, jolla se on, painovoiman vetovoiman, jotta se voi mennä kohti avaruutta. Suuremmalla planeetalla on enemmän massaa ja se vaatii paljon suuremman poistumisnopeuden kuin pienempi planeetta, jolla on vähemmän massaa.
2. Aloita energiansäästö. Hänen mukaansa eristetyn järjestelmän kokonaisenergia pysyy samana. Seuraava johdannainen toimii maa-rakettijärjestelmän kanssa ja olettaa, että analysoitava järjestelmä on eristetty.
   • Energian säilyttämisessä potentiaaliset ja kineettiset energiat ovat alku- ja lopullisia, koska se edustaa kineettistä energiaa ja edustaa potentiaalienergiaa.
3. Määrittele kineettinen ja potentiaalinen energia.
   • Kineettinen energia on liikkeen energiaa, joka on yhtä suuri, että se edustaa raketin massaa ja sen nopeutta.
   • Potentiaalinen energia on energiaa, joka syntyy esineen asemasta suhteessa järjestelmässä oleviin kappaleisiin. Fysiikassa se yleensä määritellään olevan yhtä suuri kuin ääretön etäisyys Maasta. Koska painovoima on houkutteleva, raketin potentiaalienergia on aina negatiivinen (ja mitä pienempi, sitä lähempänä maata). Maapallon rakettijärjestelmän potentiaalinen energia kirjoitetaan sitten, koska se edustaa Newtonin painovoimavakiota, edustaa Maan massaa ja edustaa etäisyyttä kahden massan keskuksissa.
4. Korvaa lausekkeet energiansäästössä. Saavuttuaan ilmakehän poistumiseen tarvittavan vähimmäisnopeuden raketti pysähtyy ääretön etäisyys maasta, niin että. Sitten hän lakkaa tunnistamasta maapallon painovoimaa ja ei koskaan palaa, niin tulee.
5. Etsi arvo.
   • Yllä olevassa yhtälössä se edustaa raketin pakoonopeutta - miniminopeutta, jota vaaditaan Maan painovoiman vetäytymisen välttämiseksi.
   • Huomaa, että poistumisnopeus on riippumaton raketin massasta. Massa heijastuu sekä maapallon potentiaalisessa energiassa että raketin liikkeen kineettisessä energiassa.

Menetelmä 2/2: Poistumisnopeuden laskeminen

1. Käytä yhtälöä poistumisnopeuden kanssa.
   • Yhtälö olettaa, että planeettasi, jonka päällä olet, on pallomainen ja sillä on vakio tiheys. Todellisessa maailmassa poistumisnopeus riippuu sen sijainnista pinnalla, koska planeetta osoittautuu päiväntasaajalla leveämmäksi pyörimisen takia, pienten tiheysvaihtelujen lisäksi sen koostumuksesta johtuen.
2. Ymmärrä yhtälön muuttujat.
   • on Newtonin painovoimavakio. Tämän vakion arvo heijastaa sitä tosiseikkaa, että painovoima on uskomattoman heikko voima. Sen määritteli kokeellisesti vuonna 1798 Henry Cavendish, mutta on osoittautunut huomattavan vaikeaksi mitata tarkasti.
     • voidaan kirjoittaa vain perusyksiköillä, kuten, koska.
   • Massa ja säde ovat riippuvaisia ​​planeetasta, josta haluat paeta.
   • Arvot on tarpeen muuntaa kansainväliseksi järjestelmäksi. Toisin sanoen massa on ilmoitettava kilogrammoina () ja etäisyys on ilmaista metreinä (). Suorita muuntaminen, jos kohtaat arvoja eri yksiköissä, kuten maileissa.
3. Määritä maapallon massa ja säde. Jos kyseessä on maa, oletetaan, että olet merenpinnan tasolla, esim.
   • Etsi Internetistä taulukko massoista ja säteistä muilta planeetoilta tai kuukausilta.
4. Korvaa yhtälön arvot. Nyt kun sinulla on tarvitsemasi tiedot, voit aloittaa ratkaisemisen.
5. Analysoida. Muista tarkistaa yksiköt samanaikaisesti ja peruuttaa ne mahdollisuuksien mukaan johdonmukaisen ratkaisun saamiseksi.
   • Viimeisessä vaiheessa oli mahdollista muuntaa vastaus kertomalla saatu arvo muuntokerroimella.

vinkkejä

• Koska Newtonin painovoimavakio on melko vaikea mitata tarkasti, vakiopainovoimaparametri tunnetaan usein paljon tarkemmin. Sitä voidaan käyttää sen sijaan laskemaan poistumisnopeus.
  • Maan vakiopainovoimaparametri on yhtä suuri kuin.