Скорост на бягство срещу орбитална скорост
Бягствената скорост и орбиталната скорост са две много важни концепции във физиката. Тези концепции са много важни в области като сателитни проекти и атмосферни науки. Скоростта на бягство е причината да имаме атмосфера, а Луната да няма такава. Жизненоважно е да имате добро разбиране на тези концепции, за да бъдете отлични в съответните области. Тази статия ще се опита да сравни скоростта на бягство с орбиталната скорост, техните дефиниции, изчисления, прилики и накрая разлики.
Escape Velocity
Както знаем от теорията на гравитационното поле, обект с маса винаги привлича всеки друг обект, който се намира на ограничено разстояние от обекта. С увеличаване на разстоянието силата между двата обекта намалява с обратния квадрат на разстоянието. В безкрайност силата между двата обекта е нула. Потенциалът на точка около маса се определя като работата, която трябва да се извърши, за да се пренесе обект с единица маса от безкрайността до дадена точка. Тъй като винаги има привличане, работата, която трябва да се свърши, е отрицателна; следователно потенциалът в дадена точка винаги е отрицателен или нула. Потенциалната енергия е потенциалът, умножен по масата на донесения обект. Скоростта на бягство се дефинира като скоростта, която трябва да се даде на обект, за да го изпрати до безкрайност без никаква друга сила. По отношение на енергията, кинетичната енергия, дължаща се на дадена скорост, е равна на потенциалната енергия. Чрез това равенство получаваме скоростта на бягство като корен квадратен от (2GM/r). Където r е радиалното разстояние до точката, в която се измерва потенциалът.
Орбитална скорост
Орбиталната скорост е скоростта, която обектът трябва да поддържа, за да бъде на определена орбита. За обект, движещ се по орбита с радиус r, орбиталната скорост се дава от корен квадратен от (F r / m), където F е нетната насочена навътре сила, а m е масата на орбиталния обект. Силата навътре в масова система е GMm/r2 Като заместим това, получаваме орбиталната скорост като корен квадратен от (GM/r). Това също може да се докаже чрез запазване на механичната енергия на консервативно поле. Трябва да се отбележи, че орбиталната скорост променя посоката. Следователно това всъщност е ускорение, но величината на скоростта не се променя. Малките загуби на енергия в космоса причиняват тази кинетична енергия да бъде намалена и след това обектът отива на по-ниска орбита, за да се стабилизира.
Каква е разликата между Escape Velocity и Orbital Velocity?
• Скоростта на бягство е скоростта, която е необходима за бягство от повърхност.
• Орбиталната скорост е скоростта, необходима за поддържане на обект в орбита.
• И двете от тези величини са независими от движещия се обект.
• Скоростта на бягство ще намалее, когато обектът достигне безкрайност и при безкрайност скоростта ще бъде нула.
• Орбиталната скорост остава постоянна през цялата орбита. Орбиталната скорост променя посоката си.
