سرعة الهروب

ارمي الكرة للأعلى وسوف تعود إن رميتها بقوة كافية لن تفعل ذلك أبداً وعلى الأرض، تبلغ تلك السرعة 11.2 كيلومترا في الثانية، وبلوغها هو السبب في ضخامة الصواريخ.

بسرعة كافية، والجسم الملقى لا يعود أبداً.

انظر

ارمي الكرة للأعلى وسوف تعود إلى الأسفل ارميها بسرعة اكثر , سترتفع قبل ان تسقط الى الخلف هل هناك سرعة سريعة جداً بحيث لا تعود أبداً؟

نعم .. وتسمى هذه السرعة سرعة الهروب (أو سرعة الهروب). اذهب على الأقل بهذه السرعة، بدون أي شيء يبطئك، والجاذبية لا يمكن أبداً أن تسحبك إلى الوراء.

العالم	سرعة الهروب من السطح
القمر	2.4 كم/ثانية
آذار/مارس	5.0 كم/ثانية
الأرض	11.2 كم/ثانية
المشتري	59.5 كم/ثانية
شمس	617.6 كم/ثانية

سرعة الهروب على القمر أقل من ربع سرعة الأرض. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل القمر مكانا مفيدا لإطلاق الأشياء إلى الفضاء.

في أداة المدفع، القمر محمول. وتجرب سرعات أدنى وفوق سرعة الهروب المبينة في القراءة.

فهمت

يحدث الهروب عندما تكون الطاقة الحركية للجسم كافية لتسلق “البئر” الجاذبي بالكامل. وتساوي الطاقة الحركية مع الطاقة اللازمة للوصول إلى اللانهاية:

½ v² = μ/r  ⇒  v_escape = √(2μ/r)

قارن مع السرعة الدائرية √(μ/r): سرعة الهروب هي دائما √2 ≈ 1.414 مرات السرعة الدائرية على نفس المسافة.

وهناك حقيقتان هامتان:

1. انه لا يعتمد على كتلتك تحتاج الحصى والسفينة الفضائية إلى نفس السرعة. (السفينة الفضائية تحتاج إلى المزيد من الطاقة، بالطبع.)
2. يعتمد على من أين تبدأ أبعد من ذلك، r أكبر والهرب أسهل. ومن ارتفاع المدار الثابت بالنسبة للأرض، فإن سرعة هروب الأرض هي حوالي 4.3 كم/ثانية فقط.

فالصواريخ لا تطلق أبدا في الواقع بسرعة تصل إلى 11.2 كم/ثانية على الأرض. إنهم يصعدون بثبات بينما محركاتهم تستمر في الدفع سرعة الهروب هي السرعة اللازمة لجسيم غير محرك، مثل كرة المدفع.

الماجستير

ومن حيث الطاقة المدارية النوعية ε = v²/2 - μ/r، يعني الهروب ε ≥ 0. عند ε = 0 بالضبط، يكون المسار مكافئاً للصفر وتميل السرعة إلى الصفر عند اللانهاية. أسرع من ذلك، المسار هو الزائدية والجسم يحتفظ بسرعة متبقية بعيدا، السرعة الزائدة الزائدية v∞:

v² = v∞² + v_escape²، C₃ = v∞²

ويذكر مخططو البعثات طاقة الإطلاق على أنها C₃ (km²/s²). بالنسبة لنقل المريخ، v∞ عند المغادرة حوالي 2.9 كم / ثانية، وبالتالي C₃ ≈ 8.7 كم² / ثانية مربعة.

وتخفي هذه العﻻقة واحدا من أكثر اﻵثار فائدة في التحليق الفضائي ، وهو أثر أوبيرث: الحرق الذي يتم في عمق بئر الجاذبية، حيث أنك تتحرك بسرعة بالفعل، يشترى v∞ أكثر من نفس الحرق الذي يتم على بعد مسافة. ومن مدار وقوف على ارتفاع 200 كم حول الأرض (السرعة الدائرية 7.78 كم/ثانية، وسرعة الهروب 11.0 كم/ثانية)، لا يحتاج الوصول إلى v∞ = 2.9 كم/ثانية إلا إلى نحو 3.6 كم/ثانية من احتراق المحركات، وليس 3.2 + 2.9 = 6.1 كم/ثانية. The Delta-v Map uses this for every departure from low Earth orbit.