Második térsebesség
A második kozmikus sebesség (parabolikus sebesség, kiengedési sebesség, menekülési sebesség) az a legkisebb sebesség , amelyet egy égitest felszínéről induló objektumnak (például űrhajónak ) meg kell adni, amelynek tömege elhanyagolható az égitest tömegéhez képest . égitest (például bolygó), hogy legyőzze ennek az égitestnek a gravitációs vonzerejét , és zárt pályát hagyjon körülötte. Feltételezzük, hogy miután a test elérte ezt a sebességet, már nem kap nem gravitációs gyorsulást (a motor le van kapcsolva, nincs légkör).
A második kozmikus sebességet az égitest sugara és tömege határozza meg, ezért minden égitestnél (bolygónként) más és más és a jellemző. A Föld esetében a második szökési sebesség 11,2 km/s . Egy ilyen sebességű test a Föld közelében elhagyja a Föld környékét, és a Nap műholdjává válik. A Nap felszínén lévő test esetében a második szökési sebesség 617,7 km/s .
A második kozmikus sebességet parabolának nevezik, mert azok a testek, amelyeknek a sebessége pontosan megegyezik a második kozmikus sebességgel, az égitesthez képest egy parabola mentén mozognak. Ha azonban egy kicsit több energiát adunk a testnek, akkor a pályája megszűnik parabola lenni, és hiperbolává válik. Ha egy kicsit kevesebb, akkor ellipszissé válik . Általában mindegyik kúpos metszet .
Ha a testet függőlegesen felfelé indítják a második kozmikus és nagyobb sebességgel, soha nem áll meg és nem kezd el visszaesni.
Ugyanilyen sebességre tesz szert az égitest felszíne közelében minden kozmikus test, amely végtelenül nagy távolságban pihent, majd zuhanni kezdett.
A második kozmikus sebességet először a Luna-1 űrszonda (USSR) érte el 1959. január 2-án.
Számítás
A második térsebesség képletének megszerzéséhez célszerű megfordítani a problémát - megkérdezni, hogy milyen sebességet ér el egy test a bolygó felszínén, ha a végtelenből esik rá . Nyilvánvalóan pontosan ezt a sebességet kell átadni a bolygó felszínén lévő testnek ahhoz, hogy túllépje gravitációs hatásának határait.
Ezután felírjuk az energiamegmaradás törvényét [1] [2]
ahol a bal oldalon a bolygó felszínén lévő kinetikus és potenciális energiák (a potenciális energia negatív, mivel a referenciapont a végtelenben van), a jobb oldalon ugyanaz, de a végtelenben (egy test nyugalmi a határon gravitációs hatás – az energia nulla). Itt m a teszttest tömege, M a bolygó tömege, r a bolygó sugara, h a test magassága a bolygó felszíne felett, R = h + r a távolság a bolygótól a bolygó középpontja a testhez, G a gravitációs állandó , v 2 a második kozmikus sebesség.
Megoldva ezt az egyenletet v 2 -re , azt kapjuk
Egyszerű kapcsolat van az első és a második kozmikus sebesség között:
A szökési sebesség négyzete egy adott pontban (például egy égitest felületén) egy előjelig egyenlő az adott pontban lévő newtoni gravitációs potenciál kétszeresével :
Második menekülési sebesség különböző objektumokhoz
| Mennyei test | Tömeg ( a Föld tömegének egységeiben , M ⊕ ) | 2. szökési sebesség v , km/s | v / v Föld |
|---|---|---|---|
| Plútó | 0,002 | 1.2 | 0.11 |
| Hold | 0,0123 | 2.4 | 0.21 |
| Higany | 0,055 | 4.3 | 0,38 |
| Mars | 0,107 | 5.0 | 0,45 |
| Vénusz | 0,815 | 10.22 | 0,91 |
| föld | egy | 11.2 | egy |
| Uránusz | 14.5 | 22.0 | 1.96 |
| Neptun | 17.5 | 24.0 | 2.14 |
| Szaturnusz | 95.3 | 36.0 | 3.21 |
| Jupiter | 318,35 | 61,0 | 5.45 |
| Nap | 333 000 | 617.7 | 55.2 |
| a mi galaxisunk * | (4,3 ± 1,0) × 10 17 [3] | 551+32 −22 [négy] |
49.2+2,9 −2,0 [négy] |
* Mozdulatlan testhez a Nap galaktocentrikus pályáján, a Galaxis középpontjától 8,20 ± 0,09 kiloparszek távolságra. A táblázatban szereplő többi példától eltérően itt az a pont, amelyre a szökési sebességet jelzi, nem a test felszínén, hanem a Galaktikus korong mélyén van.
Jegyzetek
- ↑ Kabardin O. F., Orlov V. A., Ponomareva A. V. Választható fizika kurzus. 8. évfolyam. - M . : Oktatás , 1985. - S. 176. - 143 500 példány.
- ↑ Saveljev IV . Általános fizika tanfolyam. - M . : Nauka, 1987. - T. 1: Mechanika. Molekuláris fizika. - S. 179.
- ↑ McMillan PJ A Tejút tömegeloszlása és gravitációs potenciálja // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 2017. - Kt. 465 , iss. 1 . - 76-94 . o . - doi : 10.1093/mnras/stw2759 . - Iránykód . - arXiv : 1608.00971 .
- ↑ 1 2 Kafle PR, Sharma S., Lewis GF, Bland-Hawthorn J. On the Shoulders of Giants: Properties of the Stellar Halo and the Milky Way Mass Distribution // The Astrophysical Journal. - 2014. - Kt. 794 , iss. 1 . — 59. o . - doi : 10.1088/0004-637X/794/1/59 . - . - arXiv : 1408.1787 .
 Szótárak és enciklopédiák |
|---|