Escape Velocity vs Orbital Velocity
Escape-hastighed og orbital-hastighed er to meget vigtige begreber involveret i fysik. Disse begreber er meget vigtige inden for områder som satellitprojekter og atmosfærisk videnskab. Flugthastigheden er grunden til, at vi har en atmosfære, og månen ikke har en. Det er afgørende at have en god forståelse for disse begreber for at kunne udmærke sig på relevante områder. Denne artikel vil forsøge at sammenligne flugthastighed med orbitalhastighed, deres definitioner, beregninger, ligheder og endelig forskelle.
Escape Velocity
Som vi ved fra gravitationsfeltteorien, tiltrækker et objekt med en masse altid ethvert andet objekt, som er placeret i en begrænset afstand fra objektet. Efterhånden som afstanden øges, falder kraften mellem de to objekter med det omvendte kvadrat af afstanden. Ved uendelig er kraften mellem de to objekter nul. Potentialet for et punkt omkring en masse er defineret som det arbejde, der skal udføres for at bringe et objekt med enhedsmasse fra uendeligt til det givne punkt. Da der altid er en tiltrækning, er arbejdet, der skal udføres, negativt; derfor er potentialet i et punkt altid negativt eller nul. Potentiel energi er potentialet ganget med massen af det medbragte objekt. Flugthastigheden er defineret som den hastighed, der skal gives til et objekt for at sende det til det uendelige uden nogen anden kraft. Energimæssigt er den kinetiske energi på grund af den givne hastighed lig med den potentielle energi. Ved denne lighed får vi flugthastigheden som kvadratroden af (2GM/r). Hvor r er den radiale afstand til punktet, måles potentialet.
Orbital Velocity
Orbitalhastigheden er den hastighed, et objekt skal opretholde for at være i en bestemt bane. For et objekt, der går i en bane med radius r, er kredsløbshastigheden givet ved kvadratroden af (F r / m), hvor F er nettokraften indad, og m er massen af kredsløbsobjektet. Den indadgående kraft i et massesystem er GMm/r2 Ved at erstatte dette, får vi kredsløbshastigheden som kvadratroden af (GM/r). Dette kan også bevises ved hjælp af mekanisk energibevarelse af et konservativt felt. Det skal bemærkes, at kredsløbshastigheden ændrer retningen. Derfor er dette faktisk acceleration, men størrelsen af hastigheden ændres ikke. Små energitab i rummet får denne kinetiske energi til at blive reduceret, og så kommer objektet til en lavere bane for at stabilisere sig.
Hvad er forskellen mellem Escape Velocity og Orbital Velocity?
• Escape-hastighed er den hastighed, der kræves for at undslippe fra en overflade.
• Orbitalhastighed er den hastighed, der kræves for at holde et objekt i en bane.
• Begge disse mængder er uafhængige af det bevægelige objekt.
• Flugthastigheden vil reducere, når objektet når uendeligt, og ved uendeligt vil hastigheden være nul.
• Orbitalhastigheden forbliver konstant gennem hele kredsløbet. Orbitalhastigheden ændrer retning.
