Ontsnappingssnelheid versus orbitale snelheid
Ontsnappingssnelheid en orbitale snelheid zijn twee zeer belangrijke concepten die betrokken zijn bij de fysica. Deze concepten zijn erg belangrijk op gebieden zoals satellietprojecten en atmosferische wetenschap. De ontsnappingssnelheid is de reden waarom we een atmosfeer hebben en de maan heeft er geen. Een goed begrip van deze concepten is essentieel om te excelleren op relevante gebieden. Dit artikel zal proberen om ontsnappingssnelheid te vergelijken met omloopsnelheid, hun definities, berekeningen, overeenkomsten en tenslotte verschillen.
Ontsnappingssnelheid
Zoals we weten uit de zwaartekrachtveldtheorie, trekt een object met een massa altijd een ander object aan dat op een eindige afstand van het object wordt geplaatst. Naarmate de afstand groter wordt, neemt de kracht tussen de twee objecten af met het inverse kwadraat van de afstand. Op oneindig is de kracht tussen de twee objecten nul. Het potentieel van een punt rond een massa wordt gedefinieerd als het werk dat moet worden gedaan om een object met eenheidsmassa van oneindig naar het gegeven punt te brengen. Aangezien er altijd een aantrekkingskracht is, is het werk dat gedaan moet worden negatief; daarom is het potentieel op een punt altijd negatief of nul. Potentiële energie is het potentieel vermenigvuldigd met de massa van het meegebrachte object. De ontsnappingssnelheid wordt gedefinieerd als de snelheid die aan een object moet worden gegeven om het zonder enige andere kracht naar het oneindige te sturen. In termen van energie,de kinetische energie door de gegeven snelheid is gelijk aan de potentiële energie. Door deze gelijkheid krijgen we de ontsnappingssnelheid als de vierkantswortel van (2GM / r). Waar r de radiale afstand is tot het punt waar het potentieel wordt gemeten.
Orbitale snelheid
De orbitale snelheid is de snelheid die een object moet aanhouden om in een bepaalde baan te zijn. Voor een object dat in een baan met straal r gaat, wordt de orbitale snelheid gegeven door de vierkantswortel van (F r / m) waarbij F de netto binnenwaartse kracht is en m de massa van het orbitale object. De naar binnen gerichte kracht in een massasysteem is GMm / r 2. Door dit te vervangen, krijgen we de orbitale snelheid als de vierkantswortel van (GM / r). Dit kan ook worden bewezen met behulp van mechanische energiebesparing van een conservatief veld. Opgemerkt moet worden dat de orbitale snelheid de richting verandert. Daarom is dit eigenlijk versnelling, maar de grootte van de snelheid verandert niet. Kleine energieverliezen in de ruimte zorgen ervoor dat deze kinetische energie wordt verminderd, waarna het object in een lagere baan komt om te stabiliseren.
Wat is het verschil tussen Escape Velocity en Orbital Velocity?
• Vluchtsnelheid is de snelheid die nodig is om van een oppervlak te ontsnappen.
• Orbitale snelheid is de snelheid die nodig is om een object in een baan te houden.
• Beide grootheden zijn onafhankelijk van het bewegende object.
• De ontsnappingssnelheid neemt af naarmate het object oneindig bereikt en bij oneindig is de snelheid nul.
• De omloopsnelheid blijft constant gedurende de baan. De orbitale snelheid verandert van richting.
