Ero paeta-nopeuden ja kiertoradan nopeuden välillä

Escape Velocity vs Orbital Velocity

Poistumisnopeus ja kiertoradan nopeus ovat kaksi erittäin tärkeää käsitettä fysiikassa. Nämä käsitteet ovat erittäin tärkeitä aloilla, kuten satelliittihankkeet ja ilmakehätiede. Poistumisnopeus on syy siihen, miksi meillä on ilmapiiri ja kuussa ei ole. Näiden käsitteiden ymmärtäminen on ensiarvoisen tärkeää, jotta voimme menestyä merkityksellisillä aloilla. Tässä artikkelissa yritetään verrata poistumisnopeutta kiertoradan nopeuteen, niiden määritelmiä, laskelmia, yhtäläisyyksiä ja lopulta eroja.

Pakonopeus

Kuten gravitaatiokenttäteoriasta tiedämme, massa, jolla on massa, houkuttelee aina mitä tahansa muuta kohdetta, joka on sijoitettu rajalliseen etäisyyteen kohteesta. Kun etäisyys kasvaa, kahden esineen välinen voima pienenee etäisyyden käänteisneliön kanssa. Äärettömyydessä kahden esineen välinen voima on nolla. Massan ympärillä olevan pisteen potentiaali määritellään työksi, joka on tehtävä, jotta yksikkömassan kohde voidaan tuoda äärettömyydestä annettuun pisteeseen. Koska vetovoima on aina olemassa, työ on tehtävä negatiivisesti; siksi potentiaali pisteessä on aina negatiivinen tai nolla. Potentiaalinen energia on potentiaali kerrottuna tuodun esineen massalla. Poistumisnopeus määritellään nopeudeksi, joka on annettava esineelle, jotta se lähetetään äärettömään ilman muuta voimaa. Annetusta nopeudesta johtuva kineettinen energia on energian suhteen potentiaalienergiaa. Tällä tasa-arvolla saadaan poistumisnopeus neliöjuurena (2GM / r). Missä r on säteittäinen etäisyys pisteeseen, potentiaali mitataan.

Kiertoradan nopeus

Kiertoradan nopeus on nopeus, jonka esineen on ylläpidettävä voidakseen olla tietyllä kiertoradalla. Kohteella, joka kulkee kiertoradalla, jonka säde on r, kiertonopeus annetaan neliöjuurena (F r / m), missä F on netto sisäänpäin suuntautuva voima ja m on kiertoradan kohde. Massojärjestelmän sisäinen voima on GMm / r².  Korvaamalla tämä saadaan kiertorata nopeudella (GM / r) neliöjuurena. Tämä voidaan myös todistaa käyttämällä konservatiivisen kentän mekaanista energiansäästöä. On huomattava, että kiertoradan nopeus muuttaa suuntaa. Siksi tämä todella on kiihtyvyys, mutta nopeuden suuruus ei muutu. Pienet energiahäviöt avaruudessa aiheuttavat tämän kineettisen energian pienenemisen, ja sitten esine saavuttaa alemman kiertoradan stabiloidakseen.