Разлика между скоростта на бягство и орбиталната скорост

Избягайте от скоростта срещу орбиталната скорост

Скоростта на бягство и орбиталната скорост са две много важни концепции, участващи във физиката. Тези концепции са много важни в области като сателитни проекти и наука за атмосферата. Скоростта на бягство е причината да имаме атмосфера и луната няма такава. Жизненоважно е да разбирате добре тези понятия, за да постигнете успех в съответните области. Тази статия ще се опита да сравни скоростта на бягство с орбиталната скорост, техните определения, изчисления, прилики и накрая разлики.

Скорост на бягство

Както знаем от теорията на гравитационното поле, обект с маса винаги привлича всеки друг обект, който е поставен на крайно разстояние от обекта. С увеличаването на разстоянието силата между двата обекта намалява с обратния квадрат на разстоянието. В безкрайността силата между двата обекта е нула. Потенциалът на точка около маса се дефинира като работата, която трябва да се извърши, за да се изведе предмет с единична маса от безкрайността до дадената точка. Тъй като винаги има привличане работата трябва да се свърши е отрицателна; следователно, потенциалът в даден момент е винаги отрицателен или нулев. Потенциалната енергия е потенциалът, умножен по масата на внесения предмет. Скоростта на бягство се определя като скоростта, която трябва да бъде дадена на даден обект, за да го изпрати в безкрайност без никаква друга сила. По отношение на енергията кинетичната енергия поради дадената скорост е равна на потенциалната енергия. Чрез това равенство получаваме скоростта на бягство като квадратен корен на (2GM / r). Където r е радиалното разстояние до точката, която се измерва потенциала.

Орбитална скорост

Орбиталната скорост е скоростта, която обектът трябва да поддържа, за да бъде на определена орбита. За обект, който върви по орбита с радиус r, орбиталната скорост се дава от квадратния корен на (F r / m), където F е нетната вътрешна сила и m е масата на орбиталния обект. Вътрешната сила в масовата система е GMm / r².  Заменяйки това, получаваме орбиталната скорост като квадратен корен на (GM / r). Това също може да се докаже, като се използва механично енергоспестяване на консервативно поле. Трябва да се отбележи, че орбиталната скорост променя посоката. Следователно това всъщност е ускорение, но величината на скоростта не се променя. Малките загуби на енергия в космоса водят до намаляване на тази кинетична енергия и след това обектът излиза на по-ниска орбита, за да се стабилизира.