المحتوى

• خطوات
• نصائح

سرعة الهروب ضرورية لجسم ما للتغلب على جاذبية الكوكب الذي يقع عليه. على سبيل المثال ، يجب أن يصل الصاروخ إلى سرعة الهروب ليغادر الأرض ويدخل الفضاء الخارجي.

خطوات

طريقة 1 من 2: فهم سرعة الهروب

1. 

   ضبط سرعة الهروب. يشير إلى السرعة التي يحتاجها الجسم للتغلب على جاذبية الكوكب الذي يجد نفسه عليه ، وبالتالي يكون قادرًا على التوجه نحو الفضاء. يمتلك الكوكب الأكبر كتلة أكبر ويتطلب سرعة هروب أعلى بكثير من الكوكب الأصغر بكتلة أقل.
2. ابدأ بالحفاظ على الطاقة. وتقول إن إجمالي الطاقة في نظام منعزل يظل كما هو. يعمل الاشتقاق أدناه مع نظام صاروخ أرضي ويفترض أن النظام قيد التحليل معزول.
   • في الحفاظ على الطاقة ، تكون الطاقات المحتملة والحركية أولية ونهائية ، لأنها تمثل الطاقة الحركية وتمثل الطاقة الكامنة.
3. حدد الطاقات الحركية والمحتملة.
   • الطاقة الحركية هي طاقة الحركة ، مساوية لـ ، بحيث تمثل كتلة الصاروخ وتمثل سرعته.
   • الطاقة الكامنة هي الطاقة الناتجة عن موضع الجسم بالنسبة للأجسام الموجودة في النظام. في الفيزياء ، يتم تعريفه عمومًا على أنه مساوٍ لمسافة لانهائية من الأرض. نظرًا لأن قوة الجاذبية جذابة ، فإن الطاقة الكامنة للصاروخ ستكون دائمًا سالبة (وكلما كانت أصغر كلما اقتربت من الأرض). ستُكتب الطاقة الكامنة في نظام صاروخ الأرض على أنها تمثل ثابت الجاذبية لنيوتن ، وتمثل كتلة الأرض وتمثل المسافة بين مركزي الكتلتين.
4. استبدل التعبيرات في حفظ الطاقة. عندما يصل إلى الحد الأدنى من السرعة اللازمة للهروب من الغلاف الجوي ، سيتوقف الصاروخ على مسافة لا نهائية من الأرض ، لذلك. ثم سيتوقف عن الشعور بجاذبية الأرض ولن يعود أبدًا ، وكذلك سيعود.
5. أوجد قيمة.
   • في المعادلة أعلاه ، يمثل سرعة إفلات الصاروخ - الحد الأدنى للسرعة المطلوبة للهروب من جاذبية الأرض.
   • لاحظ أن سرعة الهروب مستقلة عن كتلة الصاروخ. تنعكس الكتلة في كل من الطاقة الكامنة لجاذبية الأرض والطاقة الحركية لحركة الصاروخ.

الطريقة 2 من 2: حساب سرعة الهروب

1. استخدم معادلة سرعة الهروب.
   • تفترض المعادلة أن الكوكب الذي أنت عليه كروي وله كثافة ثابتة. في العالم الواقعي ، تعتمد سرعة الهروب على موقعه على السطح لأن الكوكب اتضح أنه أوسع عند خط الاستواء بسبب الدوران ، بالإضافة إلى اختلافات طفيفة في الكثافة بسبب تكوينه.
2. افهم المتغيرات في المعادلة.
   • هو ثابت الجاذبية لنيوتن. تعكس قيمة هذا الثابت حقيقة أن الجاذبية قوة ضعيفة بشكل لا يصدق. تم تحديده بشكل تجريبي في عام 1798 بواسطة هنري كافنديش ، ولكن ثبت أنه من الصعب قياسه بدقة.
     • يمكن كتابتها فقط باستخدام الوحدات الأساسية ، مثل ، منذ.
   • تعتمد الكتلة ونصف القطر على الكوكب الذي تريد الهروب منه.
   • من الضروري تحويل القيم إلى النظام الدولي. بمعنى آخر ، يجب التعبير عن الكتلة بالكيلوجرام () ويجب التعبير عن المسافة بالأمتار (). إذا واجهت قيمًا في وحدات مختلفة ، مثل الأميال ، فقم بإجراء التحويل.
3. حدد كتلة ونصف قطر الكوكب الذي أنت عليه. في حالة الأرض ، بافتراض أنك في مستوى سطح البحر ، ه.
   • ابحث في الإنترنت عن جدول الكتل والأشعة من الكواكب أو الأقمار الأخرى.
4. عوّض بالقيم الموجودة في المعادلة. الآن بعد أن أصبحت لديك البيانات التي تحتاجها ، يمكنك البدء في حلها.
5. حلل. تذكر أن تتحقق من الوحدات في نفس الوقت وتلغيها قدر الإمكان من أجل الحصول على حل ثابت.
   • في الخطوة الأخيرة ، كان من الممكن تحويل الإجابة بضرب القيمة التي تم الحصول عليها بواسطة عامل التحويل.

نصائح

• نظرًا لأنه من الصعب جدًا قياس ثابت الجاذبية لنيوتن بدقة ، غالبًا ما يُعرف معلمة الجاذبية القياسية بدقة أكبر. من الممكن استخدامه بدلاً من ذلك لحساب سرعة الهروب.
  • معامل الجاذبية القياسي للأرض يساوي.