Tudja meg, hogyan működik a menekülési sebesség és hogyan számolhatja a menekülési sebességet

Bizonyos sebességszintre van szükség ahhoz, hogy egy tárgy egy égitest körül, például a Föld körül keringjen. Még nagyobb sebesség kell ahhoz, hogy kiszabaduljon egy ilyen pályáról. Amikor az asztrofizikusok olyan rakétákat terveznek, amelyek más bolygókra utaznak - vagy teljesen a Naprendszerből -, akkor a Föld forgási sebességét használják fel a rakéták felgyorsítására és a Föld gravitációjának határain túlra indítására. A pályától való kiszabaduláshoz szükséges sebességet menekülési sebességnek nevezzük.

Ugrás a szakaszra

• Mi az a menekülési sebesség?
• Hogyan működik a menekülési sebesség?
• Hogyan számolja ki a menekülési sebességet?
• Mi a Föld menekülési sebessége?
• Mi a különbség a menekülési sebesség és az orbitális sebesség között?
• Szeretne többet megtudni az űrkutatásról?
• Tudjon meg többet Chris Hadfield MasterClass-járól

A Nemzetközi Űrállomás volt parancsnoka megtanítja az űrkutatás tudományára és a jövőre.

Mi az a menekülési sebesség?

A menekülési sebesség, amint az a rakétatudományra és az űrutazásra vonatkozik, az a sebesség, amely szükséges ahhoz, hogy egy tárgy (például egy rakéta) elmeneküljön egy égitest (például egy bolygó vagy egy csillag) gravitációs pályájáról.

Hogyan működik a menekülési sebesség?

A pálya sebességéhez hasonlóan a menekülési sebesség attól függően változik, hogy egy tárgy milyen távolságban van a súlyponttól. Gyakorlati szempontból, minél magasabb a rakéta magassága a Föld felett, annál kisebb sebességre lesz szükség:

hogyan kell beállítani egy fotózást

• Kering a Föld körül
• Menekülj a Föld gravitációs terétől teljesen

Az egyik oka annak, hogy a kommunikációs műholdak állandó energiafogyasztás nélkül keringhetnek a Föld körül, az az, hogy fennmaradnak a Föld feletti mérföldes magasságban. Ezzel szemben egy kereskedelmi repülőgépnek, amely sokkal közelebb repül a bolygó felszínéhez, folyamatosan energiát kell kifejteni, hogy az égben maradhasson. Ugyanezen elv alapján a föld felszínétől távol eső rakétához képest viszonylag kevesebb energiára van szükség a menekülési sebesség eléréséhez, mint ha a rakéta a föld közelében repülne.

Hogyan számolja ki a menekülési sebességet?

A menekülési sebesség egy objektum pálya sebességének függvénye. Ha megkapja a pálya fenntartásához szükséges sebességet egy adott magasságban, és megszorozza azt a 2 négyzetgyökével (ami megközelítőleg 1,414), akkor megkapja a pálya elhagyásához szükséges sebességet és az adott pályát irányító gravitációs mezőt.

Az emberi űrkutatás keretében vegyünk fontolóra egy űrhajót, amely jelenleg a föld körül kering. Ha elég hosszú ideig beüzemeli a motorját, akkor elég gyorsan megy ahhoz, hogy elrepüljön a mély űrbe, elkerülve a bolygó gravitációját. Ez a menekülési sebességnek nevezett sebesség egyszerűen a 2 négyzetgyöke, vagyis 41 százalékkal gyorsabb, mint a pálya sebessége.

Mi a Föld menekülési sebessége?

Elméletileg a menekülés sebessége a Föld felszínén 11,2 km / s (6,96 mérföld / másodperc). A menekülési sebesség a Hold felszínén nagyjából 2,4 km / s (1,49 mérföld / másodperc).

A gyakorlati alkalmazásban ezek a számok nem túl fontosak. A rakéták nem kerülik el a Föld gravitációját, ha közvetlenül a felszínről indulnak. Ehelyett a csillagászati ​​mérnökök először ezeket a rakétákat küldik pályára, majd az orbitális sebességet csúzliként használják a rakéta szükséges menekülési sebességére való hajtására. Ezenkívül a fent felsorolt ​​menekülési sebességek nem veszik figyelembe a légköri ellenállást, ami valójában növelné a bolygó gravitációs terének elmeneküléséhez szükséges sebességet. Ez még egy oka annak, hogy a rakétatudósok először űrhajókat állítottak pályára, mielőtt a menekülési sebesség érdekében fellőttek volna.

hogyan kell írni a hogyan kell

Mesterkurzus

Javasolt neked

Online órák, amelyeket a világ legnagyobb elméi tartanak. Bővítse ismereteit ezekben a kategóriákban.

Tanítja az űrkutatást

Tanítja a természetvédelmet

legjobb módja a szókincs bővítésének

Tudományos gondolkodást és kommunikációt tanít

Tanítja a jobb alvás tudományát

Mi a különbség a menekülési sebesség és az orbitális sebesség között?

Gondolj, mint egy profi

A Nemzetközi Űrállomás volt parancsnoka megtanítja az űrkutatás tudományára és a jövőre.

A keringési sebesség az égitest, például egy bolygó vagy egy csillag körüli pálya eléréséhez szükséges sebesség, míg a menekülési sebesség az a pálya elhagyásához szükséges sebesség. Az orbitális sebesség fenntartásához tartós sebességgel kell haladni, amely:

• Igazodik az égitest forgási sebességéhez
• Elég gyors ahhoz, hogy ellensúlyozza a gravitációs erőt, amely a keringő tárgyat a test felszíne felé húzza

A pálya sebességét egy bolygó, csillag vagy más égitest görbe felülete teszi lehetővé. A keringő tárgy hajlamos egyenes vonalban mozogni, míg a test körül kering. Mint ilyen, a keringett test állandó görbülete megakadályozza, hogy a keringő tárgy egészen a felszínig essen, feltéve, hogy a keringő tárgy fenntartja a megfelelő sebességet.

Az űrben a tehetetlenségi elvnek köszönhetően könnyebb fenntartani az állandó sebességet, mint a földön. Sir Isaac Newton tehetetlenségi törvényei közül az egyik kimondja, hogy egy mozgásban lévő tárgy hajlamos mozgásban maradni, hacsak külső erő nem hat rá. A föld légkörén belül egy repülő tárgy sok légmolekulával találkozik, amelyek kumulatívan lassítják a tárgy sebességét, miközben az égen repül. Amikor a Föld légkörén túl utazol, a levegő üregesebbé válik, és kevesebb molekula ellensúlyozza a keringő tárgy előremenő sebességét.

hogyan írjunk jó bekezdést

Tudjon meg többet a pálya sebességéről teljes útmutatónkban.

Szeretne többet megtudni az űrkutatásról?

Akár kezdő űrhajózási mérnök vagy, vagy egyszerűen csak tájékozottabbá akar válni az űrutazás tudományáról, az emberi űrrepülés gazdag és részletes történetének megismerése elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük, hogyan fejlődött az űrkutatás. Chris Hadfield űrkutatással foglalkozó MasterClass-jában a Nemzetközi Űrállomás egykori parancsnoka felbecsülhetetlen betekintést nyújt abba, hogy mi kell az űr felfedezéséhez, és mit hoz a jövő az emberek számára a végső határon. Chris beszél az űrutazás tudományáról, az űrhajós életről és arról, hogy az űrben repülés örökké megváltoztatja-e a Földön élésről alkotott gondolkodásmódodat.

Szeretne többet megtudni az űrkutatásról? A MasterClass éves tagság exkluzív videótanulmányokat ad olyan mestertudósoktól és űrhajósoktól, mint Chris Hadfield.