Uzziniet, kā darbojas bēgšanas ātrums un kā aprēķināt bēgšanas ātrumu

Lai objekts sasniegtu orbītu ap tādu debess ķermeni kā Zeme, ir vajadzīgs noteikts ātruma līmenis. Lai atbrīvotos no šādas orbītas, nepieciešams vēl lielāks ātrums. Kad astrofiziķi projektē raķetes, lai ceļotu uz citām planētām - vai pilnībā izietu no Saules sistēmas -, viņi izmanto Zemes rotācijas ātrumu, lai paātrinātu raķetes un palaistu tās ārpus Zemes gravitācijas. Ātrums, kas nepieciešams, lai atbrīvotos no orbītas, ir pazīstams kā evakuācijas ātrums.

Pāriet uz sadaļu

• Kas ir bēgšanas ātrums?
• Kā darbojas bēgšanas ātrums?
• Kā jūs aprēķināt aizbēgšanas ātrumu?
• Kāds ir Zemes aizbēgšanas ātrums?
• Kāda ir atšķirība starp bēgšanas ātrumu un orbitālo ātrumu?
• Vai vēlaties uzzināt vairāk par kosmosa izpēti?
• Uzziniet vairāk par Krisa Hadfīlda MasterClass

Bijušais Starptautiskās kosmosa stacijas komandieris māca jums kosmosa izpētes zinātni un nākotnes nākotni.

Kas ir bēgšanas ātrums?

Bēgšanas ātrums, kā tas attiecas uz raķešu zinātni un kosmosa ceļojumiem, ir ātrums, kas nepieciešams objektam (piemēram, raķetei), lai aizbēgtu no debess ķermeņa (piemēram, planētas vai zvaigznes) gravitācijas orbītas.

Kā darbojas bēgšanas ātrums?

Līdzīgi kā orbītas ātrums, arī evakuācijas ātrums mainās atkarībā no objekta attāluma no smaguma centra. Praktiski, jo augstāks raķetes augstums ir virs Zemes, jo mazāks ātrums būs nepieciešams:

vai zaļajām pupiņām vajag pilnu sauli

• Riņķo ap Zemi
• Izbēgt no Zemes gravitācijas lauka pavisam

Viens no iemesliem, kāpēc sakaru satelīti var riņķot ap Zemi, nepārtraukti neiztērējot enerģiju, ir tas, ka tie pastāv jūdžu augstumā virs Zemes. Turpretī komerciālai lidmašīnai, kas lido daudz tuvāk planētas virsmai, pastāvīgi jāpieliek enerģija, lai paliktu debesīs. Saskaņā ar šo pašu principu, lai raķete, kas atrodas tālu no zemes virsmas, lai iegūtu evakuācijas ātrumu, prasa salīdzinoši mazāk enerģijas nekā tas būtu, ja raķete lidotu tuvu zemei.

Kā jūs aprēķināt aizbēgšanas ātrumu?

Bēgšanas ātrums ir objekta orbītas ātruma funkcija. Ja ņemat ātrumu, kas nepieciešams orbītas uzturēšanai noteiktā augstumā, un reiziniet to ar kvadrātsakni 2 (kas ir aptuveni 1,414), jūs iegūsiet ātrumu, kas nepieciešams, lai izkļūtu no orbītas, un gravitācijas lauku, kas kontrolē šo orbītu.

Cilvēka kosmosa izpētes kontekstā apsveriet kosmosa kuģi, kas pašlaik riņķo ap zemi. Ja tas iedarbina savu dzinēju pietiekami ilgi, tas galu galā iet pietiekami ātri, lai aizlidotu dziļā kosmosā, izvairoties no planētas smaguma. Šis ātrums, ko sauc par evakuācijas ātrumu, ir kvadrātsakne par 2 jeb par 41 procentiem ātrāks nekā orbītas ātrums.

Kāds ir Zemes aizbēgšanas ātrums?

Teorētiskā izteiksmē evakuācijas ātrums Zemes virsmā ir 11,2 km sekundē (6,96 jūdzes sekundē). Bēgšanas ātrums uz Mēness virsmas ir aptuveni 2,4 km sekundē (1,49 jūdzes sekundē).

Praktiski šie skaitļi nav ārkārtīgi svarīgi. Raķetes neizbēg no Zemes gravitācijas, palaižot tieši no virsmas. Drīzāk astronomijas inženieri vispirms nosūta šīs raķetes orbītā un pēc tam izmanto orbītas ātrumu kā špagu, lai virzītu raķeti līdz vajadzīgajam evakuācijas ātrumam. Turklāt iepriekš uzskaitītie evakuācijas ātrumi neatspoguļo atmosfēras pretestību, kas faktiski palielinātu nepieciešamo ātrumu, kas nepieciešams, lai izkļūtu no planētas gravitācijas lauka. Tas ir vēl viens iemesls, kāpēc raķešu zinātnieki vispirms novietoja kosmosa kuģus orbītā, pirms viņi mēģināja izmantot glābšanās ātrumu.

kurš no tālāk norādītajiem, visticamāk, piesaistīs skatītājus filmai?

Meistarklase

Ieteikts jums

Tiešsaistes nodarbības, kuras pasniedz pasaules lielākie prāti. Paplašiniet savas zināšanas šajās kategorijās.

Māca kosmosa izpēti

Māca saglabāšanu

kuras no tālāk norādītajām ir apļveida plūsmas modeļa sastāvdaļas

Māca zinātnisko domāšanu un komunikāciju

Māca zinātni par labāku miegu

Kāda ir atšķirība starp bēgšanas ātrumu un orbitālo ātrumu?

Domājiet kā profesionālis

Bijušais Starptautiskās kosmosa stacijas komandieris māca jums kosmosa izpētes zinātni un nākotnes nākotni.

Orbītas ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai sasniegtu orbītu ap debess ķermeni, piemēram, planētu vai zvaigzni, savukārt evakuācijas ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai atstātu šo orbītu. Lai uzturētu orbītas ātrumu, ir nepieciešams braukt ar noturīgu ātrumu, kas:

• Saskaņo ar debess ķermeņa rotācijas ātrumu
• Ir pietiekami ātrs, lai neitralizētu gravitācijas spēku, velkot orbītā esošo objektu pret ķermeņa virsmu

Orbītas ātrumu padara iespējamu planētas, zvaigznes vai cita debess ķermeņa izliektā virsma. Orbītā esošajam objektam ir tendence kustēties taisnā līnijā, turpretī ķermenis, kuram tas riņķo, līknes. Apkārt orbītā esošā ķermeņa pastāvīgais izliekums neļauj orbītā esošajam objektam nokrist līdz virsmai ar nosacījumu, ka orbītā esošais objekts uztur pareizu ātrumu.

Kosmosā inerces principa dēļ ir vieglāk uzturēt nemainīgu ātrumu nekā uz zemes. Viens no sera Īzaka Ņūtona inerces likumiem nosaka, ka kustībā esošam objektam ir tendence palikt kustībā, ja vien uz to neattiecas ārējs spēks. Zemes atmosfērā lidojošs objekts sastop daudzas gaisa molekulas, kas, lidojot pa debesīm, kumulatīvi palēnina šī objekta ātrumu. Ceļojot ārpus Zemes atmosfēras, gaiss kļūst tukšāks, un mazāk molekulu ir, lai neitralizētu orbītā esošā objekta ātrumu uz priekšu.

kā uzrakstīt dzejoli par kādu

Uzziniet vairāk par orbītas ātrumu mūsu pilnīgajā ceļvedī šeit.

Vai vēlaties uzzināt vairāk par kosmosa izpēti?

Neatkarīgi no tā, vai esat jaunais astronautikas inženieris vai vienkārši vēlaties iegūt vairāk informācijas par kosmosa ceļojumu zinātni, ir svarīgi uzzināt par bagātīgo un detalizēto cilvēka kosmosa lidojuma vēsturi, lai saprastu, kā ir attīstījusies kosmosa izpēte. Krisa Hadfīlda kosmosa izpētes MasterClass bijušais Starptautiskās kosmosa stacijas komandieris sniedz nenovērtējamu ieskatu par to, kas nepieciešams kosmosa izpētei un kāda ir cilvēku nākotne uz pēdējās robežas. Kriss runā arī par kosmosa ceļojumu zinātni, par astronauta dzīvi un par to, kā lidošana kosmosā uz visiem laikiem mainīs jūsu domāšanas veidu par dzīvi uz Zemes.

Vai vēlaties uzzināt vairāk par kosmosa izpēti? MasterClass gadskārtējā dalība nodrošina ekskluzīvas video stundas no zinātniekiem un astronautiem, piemēram, Krisa Hadfīlda.