Escape Velocity vs Orbital Velocity
Rømningshastighet og banehastighet er to svært viktige konsepter involvert i fysikk. Disse konseptene er svært viktige innen felt som satellittprosjekter og atmosfærisk vitenskap. Rømningshastigheten er grunnen til at vi har en atmosfære og månen ikke har en. Det er viktig å ha god forståelse for disse konseptene for å utmerke seg på relevante felt. Denne artikkelen vil prøve å sammenligne rømningshastighet med orbitalhastighet, deres definisjoner, beregninger, likheter og til slutt forskjeller.
Escape Velocity
Som vi vet fra gravitasjonsfeltteorien, tiltrekker et objekt som har en masse alltid ethvert annet objekt som er plassert i en begrenset avstand fra objektet. Når avstanden øker, reduseres kraften mellom de to objektene med det omvendte kvadratet av avstanden. Ved uendelig er kraften mellom de to objektene null. Potensialet til et punkt rundt en masse er definert som arbeidet som må gjøres for å bringe et objekt med enhetsmasse fra uendelig til det gitte punktet. Siden det alltid er en attraksjon er arbeidet som må gjøres negativt; derfor er potensialet i et punkt alltid negativt eller null. Potensiell energi er potensialet multiplisert med massen til gjenstanden. Rømningshastigheten er definert som hastigheten som må gis til et objekt for å sende det til det uendelige uten noen annen kraft. Når det gjelder energi, er den kinetiske energien på grunn av den gitte hastigheten lik den potensielle energien. Ved denne likheten får vi rømningshastigheten som kvadratroten av (2GM/r). Der r er den radielle avstanden til punktet, måles potensialet.
Orbital Velocity
Orbitalhastigheten er hastigheten et objekt må opprettholde for å være i en bestemt bane. For et objekt som går i en bane med radius r, er banehastigheten gitt ved kvadratroten av (F r / m) der F er netto kraften innover og m er massen til baneobjektet. Den indre kraften i et massesystem er GMm/r2 Ved å erstatte denne får vi banehastigheten som kvadratroten av (GM/r). Dette kan også bevises ved hjelp av mekanisk energibevaring av et konservativt felt. Det må bemerkes at banehastigheten endrer retningen. Derfor er dette faktisk akselerasjon, men størrelsen på hastigheten endres ikke. Små energitap i rommet fører til at denne kinetiske energien reduseres, og deretter kommer objektet til en lavere bane for å stabilisere seg.
Hva er forskjellen mellom Escape Velocity og Orbital Velocity?
• Escape-hastighet er hastigheten som kreves for å rømme fra en overflate.
• Orbitalhastighet er hastigheten som kreves for å holde et objekt i en bane.
• Begge disse mengdene er uavhengige av objektet i bevegelse.
• Rømningshastigheten vil reduseres når objektet når uendelig og ved uendelig vil hastigheten være null.
• Banehastigheten forblir konstant gjennom hele banen. Banehastigheten endrer retning.
