ההבדל בין מהירות בריחה לבין מהירות מסלולית

מהירות בריחה לעומת מהירות מסלולית

מהירות בריחה ומהירות מסלולית הן שתי תפיסות חשובות מאוד המעורבות בפיסיקה. מושגים אלה חשובים מאוד בתחומים כמו פרויקטים לווין ומדעי האטמוספירה. מהירות הבריחה היא הסיבה שיש לנו אווירה והירח לא צריך. זה חיוני כדי לקבל הבנה טובה מושגים אלה כדי להצטיין בתחומים רלוונטיים. מאמר זה ינסה להשוות את מהירות הבריחה עם מהירות מסלולית, ההגדרות שלהם, חישובים, קווי דמיון ולבסוף הבדלים.

- <->

מהירות בריחה

כפי שאנו יודעים מתורת שדה הכבידה, אובייקט בעל מסה תמיד מושך אליו כל חפץ אחר שמוקם במרחק מסוים מן האובייקט. ככל שהמרחק מגדיל את הכוח בין שני האובייקטים יורד עם הכיכר ההופכי של המרחק. באינסוף, הכוח בין שני האובייקטים הוא אפס. הפוטנציאל של נקודה סביב מסה מוגדר עבודה שיש לעשות כדי להביא אובייקט של מסה יחידה מן האינסוף לנקודה הנתונה. מאז תמיד יש משיכה העבודה צריכה להיעשות היא שלילית; לכן, הפוטנציאל בנקודה מסוימת הוא תמיד שלילי או אפס. אנרגיה פוטנציאלית היא פוטנציאל כפול המסה של האובייקט הביא. מהירות הבריחה מוגדרת כמהירות שיש לתת לאובייקט כדי לשלוח אותה לאינסוף ללא כל כוח אחר. במונחים של אנרגיה, האנרגיה הקינטית עקב המהירות הנתונה שווה לאנרגיה הפוטנציאלית. לפי שוויון זה, אנו מקבלים את מהירות הבריחה כמו השורש הריבועי של (2GM / r). כאשר r הוא המרחק הרדיאלי לנקודה, הפוטנציאל נמדד.

מהירות מסלולית

מהירות המסלול היא מהירות שאובייקט חייב לשמור על מנת להיות במסלול מסוים. עבור אובייקט הנמצא על מסלול עם רדיוס r, מהירות מסלולית ניתנת על ידי השורש הריבועי של (F r / m) כאשר F הוא הכוח הפנימי פנימה ו- m הוא המסה של האובייקט המסלול. הכוח הפנימי במערכת המונית הוא GMM / r ² . על ידי החלפת זה, אנו מקבלים את מהירות מסלולית כמו השורש הריבועי של (GM / r). זה גם יכול להיות הוכח באמצעות שימור אנרגיה מכנית של שדה שמרני. יש לציין כי מהירות המסלול משנה את הכיוון. לכן, זה למעשה האצה, אבל את המהירות של מהירות לא משתנה. הפסדי אנרגיה קטנים בחלל גורמים להקטנת האנרגיה הקינטית, ואז האובייקט מגיע למסלול נמוך יותר כדי לייצב.

מה ההבדל בין מהירות בריחה לבין מהירות מסלולית? מהירות הבריחה היא המהירות הנדרשת כדי להימלט מפני השטח. מהירות מסלולית היא המהירות הנדרשת כדי לשמור על אובייקט במסלול. • שני הכמויות הללו אינן תלויות באובייקט הנע. מהירות הבריחה תפחת ככל שהמטרה תגיע לאינסוף, ובאינסוף המהירות תהיה אפס. מהירות המסלול נשארת קבועה לאורך המסלול. מהירות המסלול משנה כיוון.