Skillnad mellan flyghastighet och orbitalhastighet

Escape Velocity vs Orbital Velocity

Escapehastighet och orbitalhastighet är två mycket viktiga begrepp som är inblandade i fysik. Dessa begrepp är mycket viktiga inom områden som satellitprojekt och atmosfärskunskap. Escapehastigheten är anledningen till att vi har en atmosfär och månen har ingen. Det är viktigt att ha en god förståelse i dessa begrepp för att kunna utmärka sig på relevanta områden. Denna artikel kommer att försöka jämföra flyghastighet med orbitalhastighet, deras definitioner, beräkningar, likheter och slutligen skillnader.

Flykthastighet

Som vi vet från gravitationsfältteorin, lockar ett föremål som har en massa alltid något annat objekt som är placerat i ett ändamålsenligt avstånd från objektet. När avståndet ökar sänker kraften mellan de två objekten med avståndets inversa kvadrat. Vid oändlighet är kraften mellan de två objekten noll. Potentialen för en punkt runt en massa definieras som det arbete som måste göras för att få ett objekt av enhetsmassa från oändligheten till den givna punkten. Eftersom det alltid finns en attraktion som arbetet måste göras är negativt; Därför är potentialen vid en punkt alltid negativ eller noll. Potentiell energi är potentialen multiplicerad med massan av föremålet. Escapehastigheten definieras som hastigheten som måste ges till ett objekt för att skicka det till oändligheten utan någon annan kraft. När det gäller energi är den kinetiska energin beroende på den givna hastigheten lika med den potentiella energin. Med denna jämlikhet får vi flyghastigheten som kvadratroten av (2GM / r). Där r är det radiella avståndet till punkten mäts potentialen.

Orbitalhastighet

Omloppshastigheten är den hastighet som ett objekt måste behålla för att vara i en viss omloppsbana. För ett föremål som går på en bana med radie r, ges orbitalhastigheten av kvadratroten av (F r / m) där F är nätets inre kraft och m är orbitalobjektets massa. Den inre kraften i ett masssystem är GMm / r².  Genom att ersätta detta får vi orbitalhastigheten som kvadratroten av (GM / r). Detta kan också bevisas med mekanisk energibesparing av ett konservativt fält. Det måste noteras att orbitalhastigheten ändrar riktningen. Därför är detta i själva verket acceleration, men hastigheten varierar inte. Små energiförluster i rymden orsakar att denna kinetiska energi reduceras, och sedan kommer föremålet till en lägre bana för att stabilisera.