Escape Velocity vs Orbital Velocity
La velocità di fuga e la velocità orbitale sono due concetti molto importanti coinvolti nella fisica. Questi concetti sono molto importanti in campi come i progetti satellitari e la scienza dell'atmosfera. La velocità di fuga è il motivo per cui abbiamo un'atmosfera e la luna non ce l'ha. È fondamentale avere una buona comprensione di questi concetti per eccellere nei campi pertinenti. Questo articolo proverà a confrontare la velocità di fuga con la velocità orbitale, le loro definizioni, calcoli, somiglianze e infine differenze.
Velocità di fuga
Come sappiamo dalla teoria del campo gravitazionale, un oggetto con una massa attrae sempre qualsiasi altro oggetto che si trovi a una distanza finita dall'oggetto. All'aumentare della distanza, la forza tra i due oggetti diminuisce con il quadrato inverso della distanza. All'infinito, la forza tra i due oggetti è zero. Il potenziale di un punto attorno a una massa è definito come il lavoro che deve essere fatto per portare un oggetto di massa unitaria dall'infinito al punto dato. Poiché c'è sempre un'attrazione, il lavoro da fare è negativo; pertanto, il potenziale in un punto è sempre negativo o zero. L'energia potenziale è il potenziale moltiplicato per la massa dell'oggetto portato. La velocità di fuga è definita come la velocità che deve essere data a un oggetto per inviarlo all'infinito senza altre forze. In termini di energia,l'energia cinetica dovuta alla velocità data è uguale all'energia potenziale. Da questa uguaglianza, otteniamo la velocità di fuga come radice quadrata di (2GM / r). Dove r è la distanza radiale dal punto in cui viene misurato il potenziale.
Velocità orbitale
La velocità orbitale è la velocità che un oggetto deve mantenere per essere su una certa orbita. Per un oggetto che va su un'orbita con raggio r, la velocità orbitale è data dalla radice quadrata di (F r / m) dove F è la forza interna netta ed m è la massa dell'oggetto orbitale. La forza interna in un sistema di massa è GMm / r 2. Sostituendo questo, otteniamo la velocità orbitale come radice quadrata di (GM / r). Questo può anche essere dimostrato utilizzando la conservazione dell'energia meccanica di un campo conservativo. Va notato che la velocità orbitale sta cambiando la direzione. Pertanto, questa in realtà è un'accelerazione, ma l'entità della velocità non cambia. Piccole perdite di energia nello spazio causano una riduzione di questa energia cinetica e quindi l'oggetto arriva a un'orbita inferiore per stabilizzarsi.
Qual è la differenza tra Escape Velocity e Orbital Velocity?
• La velocità di fuga è la velocità richiesta per uscire da una superficie.
• La velocità orbitale è la velocità richiesta per mantenere un oggetto in orbita.
• Entrambe queste quantità sono indipendenti dall'oggetto in movimento.
• La velocità di fuga si ridurrà quando l'oggetto raggiunge l'infinito e all'infinito la velocità sarà zero.
• La velocità orbitale rimane costante per tutta l'orbita. La velocità orbitale cambia direzione.
