Obsah

• Kroky
• Tipy

Úniková rychlost je ta, která je nezbytná pro to, aby objekt překonal gravitační přitažlivost planety, na které je umístěn. Například raketa musí dosáhnout únikové rychlosti, aby opustila Zemi a vstoupila do vesmíru.

Kroky

Metoda 1 ze 2: Porozumění rychlosti úniku

1. 

   Nastavte rychlost úniku. Odkazuje na rychlost, kterou musí objekt dosáhnout, aby překonal gravitační přitažlivost planety, na které se nachází, a mohl tak jít do vesmíru. Větší planeta má větší hmotnost a vyžaduje mnohem větší únikovou rychlost než menší planeta s menší hmotností.
2. Začněte s úsporou energie. Uvádí, že celková energie v izolovaném systému zůstává stejná. Níže uvedená derivace pracuje se systémem rakety Země a předpokládá, že analyzovaný systém je izolován.
   • Při zachování energie jsou potenciální a kinetické energie počáteční a konečné, protože představují kinetickou energii a představují potenciální energii.
3. Definujte kinetickou a potenciální energii.
   • Kinetická energie je energie pohybu, která je stejná, takže představuje hmotnost rakety a představuje její rychlost.
   • Potenciální energie je energie vyplývající z polohy předmětu vzhledem k tělům přítomným v systému. Ve fyzice je obecně definována jako rovna nekonečné vzdálenosti od Země. Protože je gravitační síla přitažlivá, bude potenciální energie rakety vždy záporná (a čím menší bude, tím blíže k Zemi). Potenciální energie v systému Země-raketa bude poté zapsána jako, protože představuje Newtonovu gravitační konstantu, představuje hmotu Země a představuje vzdálenost mezi středy těchto dvou hmot.
4. Nahrazujte výrazy v úsporě energie. Když dosáhne minimální rychlosti potřebné k úniku z atmosféry, raketa se zastaví v nekonečné vzdálenosti od Země, takže. Pak přestane pociťovat gravitační tah Země a nikdy se nevrátí, stejně tak i on.
5. Najděte hodnotu.
   • Ve výše uvedené rovnici představuje únikovou rychlost rakety - minimální rychlost potřebnou k úniku z gravitačního tahu Země.
   • Uvědomte si, že úniková rychlost je nezávislá na hmotnosti rakety. Hmota se odráží jak v potenciální energii gravitace Země, tak v kinetické energii pohybu rakety.

Metoda 2 ze 2: Výpočet rychlosti úniku

1. Práce s rovnicí pro únikovou rychlost.
   • Rovnice předpokládá, že planeta, na které se nacházíte, je kulovitá a má konstantní hustotu. Ve skutečném světě, úniková rychlost závisí na poloze na povrchu, protože se planeta u rotátoru ukáže, že je širší, navíc k malým změnám hustoty díky svému složení.
2. Pochopit proměnné v rovnici.
   • je Newtonova gravitační konstanta. Hodnota této konstanty odráží skutečnost, že gravitace je neuvěřitelně slabá síla. To bylo experimentálně určeno v 1798 Henry Cavendish, ale to ukázalo se pozoruhodně obtížné přesně měřit.
     • lze zapisovat pouze pomocí základních jednotek, jako například.
   • Hmotnost a poloměr závisí na planetě, z níž chcete uniknout.
   • Je nutné převést hodnoty na mezinárodní systém. Jinými slovy, hmotnost musí být vyjádřena v kilogramech () a vzdálenost musí být vyjádřena v metrech (). Pokud narazíte na hodnoty v různých jednotkách, jako jsou míle, proveďte převod.
3. Určete hmotnost a poloměr planety, na které se nacházíte. V případě Země, za předpokladu, že jste na hladině moře, např.
   • Vyhledejte na internetu tabulku hmot a paprsků z jiných planet nebo měsíců.
4. Nahraďte hodnoty v rovnici. Nyní, když máte potřebná data, můžete začít řešit.
5. Analyzovat. Nezapomeňte zkontrolovat jednotky současně a pokud je to možné, zrušit je, abyste získali konzistentní řešení.
   • V posledním kroku bylo možné převést odpověď vynásobením hodnoty získané konverzním faktorem.

Tipy

• Protože Newtonovu gravitační konstantu je poměrně obtížné přesně měřit, je standardní gravitační parametr často znám mnohem přesněji. Místo toho je možné použít k výpočtu únikové rychlosti.
  • Standardní gravitační parametr Země je roven.