Prostorna brzina

Svaki predmet koji se baca, prije ili kasnije, nalazi se na površini Zemlje, bilo da je kamen, komad papira ili jednostavno pero. Istodobno, satelit je pokrenut u svemir prije pola stoljeća, svemirska stanica ili Mjesec i dalje se okreću u orbiti, kao da sila gravitacije našeg planeta uopće ne funkcionira. Zašto se to događa? Zašto Mjesec ne prijeti da padne na Zemlju, a Zemlja se ne kreće prema Suncu? Zar oni zapravo nemaju univerzalnu gravitaciju?

Iz školskog kolegija fizike znamo da univerzalna gravitacija utječe na bilo koje materijalno tijelo. Zatim bi bilo logično pretpostaviti da postoji određena sila koja neutralizira učinak gravitacije. Ova sila se obično naziva centrifugalnim. Njegovo djelovanje je lako osjetiti tako da je vezano s malim opterećenjem na jedan kraj konca i odvojio je oko opsega. U tom slučaju, što je veća brzina rotacije, to je jača napetost niti, a što je opterećenje koje se okreće, to je vjerojatnije da će padati.

Tako smo došli vrlo blizu pojma "kozmičke brzine". Ukratko, to se može opisati kao brzina kojom svaki objekt može prevladati gravitaciju nebeskih tijela. Kao nebeski tijelo može djelovati planet, satelit, solarni ili neki drugi sustav. Prostorna brzina je na svakom objektu koji se kreće u orbiti. Usput, veličina i oblik orbite prostornog objekta ovise o veličini i smjeru brzine koju je dobio objekt u trenutku isključivanja motora i nadmorske visine na kojoj se događaj dogodio.

Prostorna brzina je od četiri vrste. Najmanji od njih je prvi. Ovo je najmanja brzina koju bi svemirska letjelica morala ući u kružnu orbitu. Njegova se vrijednost može odrediti sljedećom formulom:

V1 = √μ / r, gdje

Μ je geocentrična gravitacijska konstanta (μ = 398603 * 10 (9) m3 / s2);

R je udaljenost od točke lansiranja do središta Zemlje.

Zbog činjenice da oblik našeg planeta nije idealna lopta (na polovima je malo spuštena), udaljenost od središta do površine najviše je na ekvatoru - 6378.1 • 10 (3) m, a najmanje na polovima - 6356.8 • 10 (3) m. Ako uzmemo prosječnu vrijednost - 6371 • 10 (3) m, dobivamo V1 jednak 7,91 km / s.

Što više kozmičke brzine prelazi tu vrijednost, izduženi oblik će se dobiti putem orbite, odmaknuvši se od Zemlje za sve veću udaljenost. U nekom trenutku, ova će orbita rasprsnuti, uzeti oblik parabole, a letjelica će ići na oranje prostora prostranstva. Da bi napustio planet, brod bi trebao imati drugu brzinu prostora. Može se izračunati pomoću formule V2 = √2μ / r. Za naš planet, ova vrijednost iznosi 11,2 km / s.

Astronomi su davno odredili što je kozmička brzina, i prvi i drugi, za svaki planet našeg prirodnog sustava. Nije ih teško izračunati gornjim formulama ako zamijenimo konstantu μ proizvodom fM, gdje je M masa zanimljivog nebeskog tijela, a f gravitacijska konstanta (f = 6.673 x 10 (-11) m3 / (kgx2).

Treća kozmička brzina omogućit će svaku letjelicu da prevlada gravitaciju Sunca i napusti izvorni Sunčev sustav. Ako ga izračunamo u odnosu na Sunce, dobit ćemo 42,1 km / s. I da biste dobili od Zemlje do bliske solarnu orbitu, morate ubrzati do 16,6 km / s.

Pa, konačno, četvrta brzina prostora. Pomoću nje možete privući atrakciju izravno samoj galaksiji. Njegova veličina varira ovisno o koordinatama galaksije. Za naš Mliječni put, ova vrijednost iznosi oko 550 km / s (ako je izračunata u odnosu na Sunce).