Obsah

• kroky
• Tipy

Úniková rýchlosť je rýchlosť potrebná na to, aby objekt prekonal gravitačnú príťažlivosť planéty, na ktorej sa nachádza. Napríklad raketa musí dosiahnuť únikovú rýchlosť, aby opustila Zem a vstúpila do vesmíru.

kroky

Metóda 1 z 2: Pochopenie rýchlosti úniku

1. 

   Nastavte rýchlosť úniku. Vzťahuje sa na rýchlosť, ktorú musí objekt dosiahnuť, aby prekonal gravitačnú príťažlivosť planéty, na ktorej sa nachádza, a tým pádom mohol ísť do vesmíru. Väčšia planéta má väčšiu hmotnosť a vyžaduje omnoho vyššiu únikovú rýchlosť ako menšia planéta s menšou hmotnosťou.
2. Začnite s úsporou energie. Uvádza, že celková energia v izolovanom systéme zostáva rovnaká. Nižšie uvedená derivácia pracuje so systémom Zem-raketa a predpokladá sa, že analyzovaný systém je izolovaný.
   • Pri zachovaní energie sú potenciálna a kinetická energia počiatočná a konečná, pretože predstavuje kinetickú energiu a predstavuje potenciálnu energiu.
3. Definujte kinetickú a potenciálnu energiu.
   • Kinetická energia je energia pohybu, ktorá je rovnaká, takže predstavuje hmotnosť rakety a predstavuje jej rýchlosť.
   • Potenciálna energia je energia vyplývajúca z polohy predmetu vzhľadom na telá prítomné v systéme. Vo fyzike je to všeobecne definované ako rovné nekonečnej vzdialenosti od Zeme. Keďže je gravitačná sila príťažlivá, potenciálna energia rakety bude vždy záporná (a čím je bližšia k Zemi, tým menšia je). Potenciálna energia v systéme Zem-raketa bude potom napísaná ako, pretože predstavuje Newtonovu gravitačnú konštantu, predstavuje zemskú hmotu a predstavuje vzdialenosť medzi stredmi týchto dvoch mas.
4. Nahradenie výrazov v úspore energie. Keď dosiahne minimálnu rýchlosť potrebnú na únik z atmosféry, raketa sa zastaví v nekonečnej vzdialenosti od Zeme, takže. Potom prestane cítiť gravitačný ťah Zeme a nikdy sa nevráti, tak aj on.
5. Nájdite hodnotu.
   • Vo vyššie uvedenej rovnici predstavuje únikovú rýchlosť rakety - minimálnu rýchlosť potrebnú na únik z gravitačného ťahu Zeme.
   • Všimnite si, že úniková rýchlosť je nezávislá od hmotnosti rakety. Hmota sa odráža ako v potenciálnej energii gravitácie Zeme, tak v kinetickej energii pohybu rakety.

Metóda 2 z 2: Výpočet rýchlosti úniku

1. Pracujte s rovnicou pre únikovú rýchlosť.
   • Rovnica predpokladá, že planéta, na ktorej sa nachádzate, je sférická a má konštantnú hustotu. V reálnom svete úniková rýchlosť závisí od jej polohy na povrchu, pretože planéta sa u rotátora javí byť širšia v rovníku, okrem malých zmien hustoty v dôsledku svojho zloženia.
2. Pochopiť premenné v rovnici.
   • je Newtonova gravitačná konštanta. Hodnota tejto konštanty odráža skutočnosť, že gravitácia je neuveriteľne slabá sila. Experimentálne ju určil Henry Cavendish v roku 1798, ale ukázalo sa, že je ťažké merať presne.
     • je možné písať iba pomocou základných jednotiek, ako napríklad.
   • Hmotnosť a polomer sú závislé od planéty, z ktorej chcete uniknúť.
   • Je potrebné previesť hodnoty do medzinárodného systému, Inými slovami, hmotnosť musí byť vyjadrená v kilogramoch () a vzdialenosť musí byť vyjadrená v metroch (). Ak narazíte na hodnoty v rôznych jednotkách, ako sú napríklad míle, vykonajte prevod.
3. Určte hmotnosť a polomer planéty, na ktorej sa nachádzate. V prípade Zeme, za predpokladu, že ste na hladine mora, napr.
   • Vyhľadajte na internete tabuľku mas a lúčov z iných planét alebo mesiacov.
4. Nahraďte hodnoty v rovnici. Teraz, keď máte potrebné údaje, môžete začať s ich riešením.
5. Analyzovať. Nezabudnite skontrolovať jednotky súčasne a podľa možnosti ich zrušiť, aby ste dosiahli konzistentné riešenie.
   • V poslednom kroku bolo možné previesť odpoveď vynásobením hodnoty získanej konverzným faktorom.

Tipy

• Pretože Newtonovu gravitačnú konštantu je ťažké presne presne zmerať, je štandardný gravitačný parameter často presnejší. Namiesto toho je možné ho použiť na výpočet únikovej rýchlosti.
  • Štandardný gravitačný parameter Zeme je rovný.