Główny Nauka I Technika Dowiedz się, jak działa prędkość ucieczki i jak obliczyć prędkość ucieczki

Dowiedz się, jak działa prędkość ucieczki i jak obliczyć prędkość ucieczki

Twój Horoskop Na Jutro

Aby obiekt osiągnął orbitę wokół ciała niebieskiego, takiego jak Ziemia, potrzebny jest pewien poziom prędkości. Wyrwanie się z takiej orbity wymaga jeszcze większej prędkości. Kiedy astrofizycy projektują rakiety do podróży na inne planety – lub całkowicie poza Układ Słoneczny – wykorzystują prędkość obrotową Ziemi, aby przyspieszyć rakiety i wystrzelić je poza zasięg ziemskiej grawitacji. Prędkość wymagana do wyrwania się z orbity jest znana jako prędkość ucieczki.



Przejdź do sekcji


Chris Hadfield uczy eksploracji kosmosu Chris Hadfield uczy eksploracji kosmosu

Były dowódca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej uczy Cię nauki o eksploracji kosmosu i tego, co przyniesie przyszłość.



Ucz się więcej

Co to jest prędkość ucieczki?

Prędkość ucieczki, tak jak ma to zastosowanie w nauce o rakietach i podróżach kosmicznych, jest prędkością wymaganą, aby obiekt (np. rakieta) mógł uciec z orbity grawitacyjnej ciała niebieskiego (takiego jak planeta lub gwiazda).

Jak działa prędkość ucieczki?

Podobnie jak prędkość orbitalna, prędkość ucieczki zmienia się w zależności od odległości obiektu od środka ciężkości. W praktyce, im wyższa wysokość rakiety nad Ziemią, tym mniejsza prędkość będzie potrzebna do:

jak pisać myśli w książce
  • Orbituj Ziemię
  • Całkowicie uciec przed polem grawitacyjnym Ziemi

Jednym z powodów, dla których satelity komunikacyjne mogą krążyć wokół Ziemi bez ciągłego zużywania energii, jest to, że istnieją na wysokości mil nad Ziemią. Natomiast samolot pasażerski, który leci znacznie bliżej powierzchni planety, musi stale zużywać energię, aby pozostać na niebie. Zgodnie z tą samą zasadą, rakieta znajdująca się daleko od powierzchni Ziemi potrzebuje stosunkowo mniej energii, aby osiągnąć prędkość ucieczki, niż gdyby rakieta leciała blisko Ziemi.



Chris Hadfield uczy eksploracji kosmosu Dr Jane Goodall naucza ochrony przyrody Neil deGrasse Tyson naucza naukowego myślenia i komunikacji Matthew Walker uczy nauki o lepszym śnie

Jak obliczyć prędkość ucieczki?

Prędkość ucieczki jest funkcją prędkości orbitalnej obiektu. Jeśli weźmiesz prędkość wymaganą do utrzymania orbity na danej wysokości i pomnożysz ją przez pierwiastek kwadratowy z 2 (czyli w przybliżeniu 1,414), uzyskasz prędkość wymaganą do ucieczki z orbity i pole grawitacyjne kontrolujące tę orbitę.

W kontekście eksploracji kosmosu przez ludzi, rozważ statek kosmiczny krążący obecnie wokół Ziemi. Jeśli uruchomi silnik wystarczająco długo, w końcu poleci wystarczająco szybko, aby odlecieć w głęboką przestrzeń kosmiczną, unikając grawitacji planety. Ta prędkość, zwana prędkością ucieczki, jest po prostu pierwiastkiem kwadratowym z 2, czyli 41 procent większą niż prędkość orbitalna.

Jaka jest prędkość ucieczki Ziemi?

W ujęciu teoretycznym prędkość ucieczki na powierzchni Ziemi wynosi 11,2 km na sekundę (6,96 mil na sekundę). Prędkość ucieczki na powierzchni Księżyca wynosi około 2,4 km na sekundę (1,49 mil na sekundę).



W praktyce te liczby nie mają większego znaczenia. Rakiety nie uciekają ziemskiej grawitacji, wystrzeliwując bezpośrednio z powierzchni. Zamiast tego, inżynierowie astronomii najpierw wysyłają te rakiety na orbitę, a następnie wykorzystują prędkość orbitalną jako procę, aby rozpędzić rakietę do wymaganej prędkości ucieczki. Co więcej, wymienione powyżej prędkości ucieczki nie uwzględniają oporu atmosferycznego, który w rzeczywistości zwiększyłby prędkość wymaganą do ucieczki z pola grawitacyjnego planety. Jest to jeszcze jeden powód, dla którego naukowcy zajmujący się rakietami najpierw umieścili statek kosmiczny na orbicie, zanim zaczęli strzelać do prędkości ucieczki.

jak napisać esej biograficzny

MasterClass

Sugerowane dla Ciebie

Zajęcia online prowadzone przez największe umysły świata. Poszerz swoją wiedzę w tych kategoriach.

Chris Hadfield

Uczy eksploracji kosmosu

Dowiedz się więcej Dr Jane Goodall

Uczy Konserwacji

jak naprawić rozdarcie w dżinsach
Dowiedz się więcej Neil deGrasse Tyson

Uczy myślenia naukowego i komunikacji

Dowiedz się więcej Matthew Walker

Uczy nauki o lepszym śnie

Ucz się więcej

Jaka jest różnica między prędkością ucieczki a prędkością orbitalną?

Myśl jak profesjonalista

Były dowódca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej uczy Cię nauki o eksploracji kosmosu i tego, co przyniesie przyszłość.

Zobacz klasę

Prędkość orbitalna to prędkość wymagana do osiągnięcia orbity wokół ciała niebieskiego, takiego jak planeta lub gwiazda, podczas gdy prędkość ucieczki to prędkość wymagana do opuszczenia tej orbity. Utrzymanie prędkości orbitalnej wymaga podróżowania ze stałą prędkością, która:

  • Dopasowuje się do prędkości obrotowej ciała niebieskiego
  • Jest wystarczająco szybki, aby przeciwdziałać sile grawitacji ciągnącej obiekt na orbicie w kierunku powierzchni ciała

Prędkość orbitalna jest możliwa dzięki zakrzywionej powierzchni planety, gwiazdy lub innego ciała niebieskiego. Obiekt orbitujący ma tendencję do poruszania się po linii prostej, podczas gdy ciało porusza się po krzywych. Jako taka, stała krzywizna ciała na orbicie zapobiega spadaniu obiektu na orbicie aż na powierzchnię, pod warunkiem, że obiekt na orbicie utrzymuje odpowiednią prędkość.

W kosmosie łatwiej jest utrzymać stałą prędkość niż na ziemi, ze względu na zasadę bezwładności. Jedno z praw bezwładności Sir Isaaca Newtona mówi, że obiekt w ruchu ma tendencję do pozostawania w ruchu, o ile nie działa na niego siła zewnętrzna. W atmosferze ziemskiej latający obiekt napotyka wiele cząsteczek powietrza, które łącznie spowalniają prędkość tego obiektu podczas lotu po niebie. Gdy podróżujesz poza ziemską atmosferę, powietrze staje się bardziej próżniowe, z mniejszą liczbą cząsteczek, które przeciwdziałają prędkości poruszającego się obiektu.

jak znaleźć swój styl w modzie?

Dowiedz się więcej o prędkości orbitalnej w naszym kompletnym przewodniku tutaj.

Chcesz dowiedzieć się więcej o eksploracji kosmosu?

Niezależnie od tego, czy jesteś początkującym inżynierem astronautyki, czy po prostu chcesz uzyskać więcej informacji na temat podróży kosmicznych, poznanie bogatej i szczegółowej historii lotów kosmicznych jest niezbędne do zrozumienia postępów w eksploracji kosmosu. W MasterClass Chrisa Hadfielda na temat eksploracji kosmosu były dowódca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zapewnia nieoceniony wgląd w to, czego potrzeba do eksploracji kosmosu i co przyszłość przyniesie ludziom na ostatniej granicy. Chris opowiada także o nauce podróżowania w kosmosie, życiu astronauty oraz o tym, jak latanie w kosmosie na zawsze zmieni sposób, w jaki myślisz o życiu na Ziemi.

Chcesz dowiedzieć się więcej o eksploracji kosmosu? Roczne członkostwo MasterClass zapewnia ekskluzywne lekcje wideo prowadzone przez wybitnych naukowców i astronautów, takich jak Chris Hadfield.


Kalkulator Kalorii