Inhoud

• Stappen
• Tips

De ontsnappingssnelheid is de snelheid die nodig is voor een object om de aantrekkingskracht van de planeet waarop het zich bevindt te overwinnen. Een raket moet bijvoorbeeld ontsnappingssnelheid bereiken om de aarde te verlaten en de ruimte binnen te gaan.

Stappen

Methode 1 van 2: Escape Speed ​​begrijpen

1. 

   Stel de ontsnappingssnelheid in. Het verwijst naar de snelheid die een object moet bereiken om de zwaartekracht van de planeet waarop het zich bevindt te overwinnen en zo naar de ruimte te kunnen gaan. Een grotere planeet heeft meer massa en vereist een veel hogere ontsnappingssnelheid dan een kleinere planeet met minder massa.
2. Begin met energiebesparing. Ze stelt dat de totale energie in een geïsoleerd systeem hetzelfde blijft. De onderstaande afleiding werkt met een aardraket-systeem en gaat ervan uit dat het te analyseren systeem geïsoleerd is.
   • Bij het behoud van energie zijn de potentiële en kinetische energieën initieel en definitief, aangezien het de kinetische energie vertegenwoordigt en de potentiële energie vertegenwoordigt.
3. Definieer de kinetische en potentiële energieën.
   • De kinetische energie is de energie van de beweging, die gelijk is aan, zodat het de massa van de raket en zijn snelheid vertegenwoordigt.
   • Potentiële energie is de energie die het resultaat is van de positie van een object ten opzichte van de lichamen die in het systeem aanwezig zijn. In de natuurkunde wordt het over het algemeen gedefinieerd als gelijk aan een oneindige afstand van de aarde. Omdat de zwaartekracht aantrekkelijk is, zal de potentiële energie van de raket altijd negatief zijn (en hoe kleiner hoe dichter bij de aarde). De potentiële energie in het aarde-raketsysteem wordt dan geschreven als, aangezien het de zwaartekrachtconstante van Newton vertegenwoordigt, de massa van de aarde vertegenwoordigt en de afstand tussen de middelpunten van de twee massa's vertegenwoordigt.
4. Vervang uitdrukkingen in energiebesparing. Wanneer het de minimumsnelheid bereikt die nodig is om aan de atmosfeer te ontsnappen, stopt de raket op een oneindige afstand van de aarde, zodat. Dan zal hij stoppen met het voelen van de zwaartekracht van de aarde en zal hij nooit meer terugkeren, net als hij.
5. Vind de waarde van.
   • In de bovenstaande vergelijking vertegenwoordigt het de ontsnappingssnelheid van de raket - de minimumsnelheid die nodig is om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen.
   • Merk op dat de ontsnappingssnelheid onafhankelijk is van de massa van de raket. De massa wordt zowel weerspiegeld in de potentiële energie van de zwaartekracht van de aarde als in de kinetische energie van de beweging van de raket.

Methode 2 van 2: Vluchtsnelheid berekenen

1. Werk met de vergelijking voor ontsnappingssnelheid.
   • De vergelijking gaat ervan uit dat de planeet waarop u zich bevindt bolvormig is en een constante dichtheid heeft. In de echte wereld hangt de ontsnappingssnelheid af van zijn positie op het oppervlak, omdat een planeet op de evenaar breder blijkt te zijn als gevolg van rotatie, naast kleine variaties in dichtheid vanwege zijn samenstelling.
2. Begrijp de variabelen in de vergelijking.
   • is de zwaartekrachtconstante van Newton. De waarde van deze constante weerspiegelt het feit dat de zwaartekracht een ongelooflijk zwakke kracht is. Het werd experimenteel bepaald in 1798 door Henry Cavendish, maar het is opmerkelijk moeilijk gebleken om nauwkeurig te meten.
     • kan alleen worden geschreven met basiseenheden, zoals, since.
   • Massa en straal zijn afhankelijk van de planeet waaruit je wilt ontsnappen.
   • Het is noodzakelijk om de waarden naar het internationale systeem te converteren. Met andere woorden, de massa moet worden uitgedrukt in kilogram () en de afstand moet worden uitgedrukt in meter (). Als u waarden in verschillende eenheden tegenkomt, zoals mijlen, voert u de conversie uit.
3. Bepaal de massa en straal van de planeet waarop u zich bevindt. In het geval van de aarde, ervan uitgaande dat u zich op zeeniveau bevindt, b.v.
   • Zoek op internet naar een tabel met massa's en stralen van andere planeten of manen.
4. Vervang de waarden in de vergelijking. Nu je de gegevens hebt die je nodig hebt, kun je beginnen met oplossen.
5. Analyseren. Vergeet niet om de eenheden tegelijkertijd te controleren en ze waar mogelijk te annuleren om een ​​consistente oplossing te krijgen.
   • In de laatste stap was het mogelijk om het antwoord om te rekenen door de verkregen waarde te vermenigvuldigen met de conversiefactor.

Tips

• Omdat de gravitatieconstante van Newton vrij moeilijk nauwkeurig te meten is, is de standaard gravitatieparameter vaak veel nauwkeuriger bekend. Het is mogelijk om het in plaats daarvan te gebruiken om de ontsnappingssnelheid te berekenen.
  • De standaard zwaartekrachtparameter van de aarde is gelijk aan.