الهروب من السرعة مقابل السرعة المدارية

سرعة الهروب والسرعة المدارية هما مفهومان مهمان للغاية يشاركان في الفيزياء. هذه المفاهيم مهمة للغاية في مجالات مثل مشاريع الأقمار الصناعية وعلوم الغلاف الجوي. سرعة الهروب هي السبب في أن لدينا أجواء والقمر لا يتمتع بجو. من الضروري أن يكون لديك فهم جيد في هذه المفاهيم من أجل التفوق في المجالات ذات الصلة. ستحاول هذه المقالة مقارنة سرعة الهروب بالسرعة المدارية وتعريفاتها وحساباتها وأوجه التشابه والاختلاف بينها.

سرعة الهروب

كما نعلم من نظرية مجال الجاذبية ، فإن الكائن ذو الكتلة يجذب دائمًا أي كائن آخر يتم وضعه على مسافة محددة من الكائن. كلما زادت المسافة ، تقل القوة بين الكائنين مع المربع العكسي للمسافة. في اللانهاية ، القوة بين الكائنين هي صفر. يتم تعريف إمكانات نقطة حول الكتلة على أنها العمل الذي يجب القيام به لجلب كائن وحدة الكتلة من اللانهاية إلى نقطة معينة. نظرًا لوجود عامل جذب دائمًا ، يجب أن يكون العمل سلبيًا ؛ لذلك ، تكون الإمكانية عند نقطة سالبة دائمًا أو صفر. الطاقة الكامنة هي الإمكانات مضروبة في كتلة الكائن الذي تم إحضاره. تُعرَّف سرعة الهروب بأنها السرعة التي يجب إعطاءها لكائن ما لإرساله إلى ما لا نهاية دون أي قوة أخرى. من حيث الطاقة ، فإن الطاقة الحركية الناتجة عن السرعة المحددة تساوي الطاقة الكامنة. من خلال هذه المساواة ، نحصل على سرعة الهروب باعتبارها الجذر التربيعي لـ (2GM / r). حيث r هي المسافة نصف القطر إلى نقطة يتم قياس الاحتمال.

السرعة المدارية

السرعة المدارية هي السرعة التي يجب أن يحافظ عليها الجسم من أجل أن يكون في مدار معين. بالنسبة للجسم الذي يحدث في مدار ذي نصف قطر r ، تُعطى السرعة المدارية بواسطة الجذر التربيعي لـ (F r / m) حيث تكون F هي القوة الداخلية الصافية و m هي كتلة الجسم المداري. القوة الداخلية في نظام الكتلة هي GMm / r2. عن طريق استبدال هذا ، نحصل على السرعة المدارية باعتبارها الجذر التربيعي لـ (GM / r). كما يمكن إثبات ذلك باستخدام الحفاظ الميكانيكي للطاقة في مجال متحفظ. تجدر الإشارة إلى أن السرعة المدارية تغير الاتجاه. لذلك ، هذا هو في الواقع تسارع ، ولكن لا يتغير حجم السرعة. يؤدي فقدان الطاقة الصغيرة في الفضاء إلى تقليل هذه الطاقة الحركية ، ثم يصل الجسم إلى مدار أقل من أجل الاستقرار.