Оръдието на Нютон

Изстрелвай оръдие по-бързо и по-бързо от планински връх, докато не се върти в орбита, след което избяга.

ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)

Оръдието на Нютон

Какво е това? Исак Нютон си е представял оръдие на планина, толкова висока, че да се издига от въздуха. Изстрелваш топката бавно и тя пада обратно надолу. Изстреляш я достатъчно бързо и земята под нея се изкривява толкова бързо, колкото пада, така че никога не каца.

Как да го използваме: Задайте скоростта на стартиране с плъзгача или бутона за скорост, след което натиснете Предишните снимки остават на екрана, така че да можете да ги сравните.

Скорост на стартиране

Скорост на кръговата орбита тук

Бягство скорост тук

Планета Скорост на стартиране

Колко бързо е това?

Твоят изстрел
Реактивен самолет, около 900 км/ч (0.25 км/сек)
Куршум от пушка, около 1 км/с
Скорост на орбита
Скорост на бягство

Планината е изобразена много по-висока от която и да било реална, така че можете да я видите.

Опитай това.

Натиснете "реактивен самолет" и огън, след това "пулвер с пушка" и огън.Забележка: Дори и много бързите неща в ежедневието не са достатъчно бързи, за да се движат в орбита.
Натиснете "Скорост на орбитата" и огън.Забележка: Топката се върти около оръдието и след това се връща обратно. Тя продължава да пада, но не достига земята, така че Международната космическа станция остава на мястото си.
Огън малко по-бавно от скоростта на орбита, след това малко по-бързо.Забележка: По-бавно: извива се надолу и пада част от пътя около, по-бързо: кръгът се простира в дълъг овал, който се люлее далеч навън и се връща.
Натиснете "Бягство скорост" и огън, след това превключете планетата на Луната.Забележка: At escape speed the ball leaves and never comes back. On the Moon, with its weaker gravity, orbit speed is only about 1.6 km/s.

Думи, които да знаеш

Идеите зад него

Защо орбитиращата топка не пада надолу?

Тя пада, през цялото време. Повърхността на Земята се изкривява надолу с около 5 метра за всеки 8 километра, които изминете и всичко, което падне, пада с около 5 метра в първата си секунда. Така че топка, движеща се настрани с около 8 километра в секунда, пада с 5 метра всяка секунда, докато земята се отдалечава с 5 метра.

Защо толкова висока планина?

На Земята планината е висока около 510 км (8% от радиуса на Земята), по-високо отколкото летите на Международната космическа станция (около 400 км), така че топката започва над почти целия въздух.Долу във въздуха, съпротивлението би забавило и загряло топката много преди да достигне орбитална скорост.Ето защо истинските ракети първо се издигат от въздуха и след това ускоряват странично.

Източници: Планетни маси и размери от NASA/Скоростите в ежедневието са типични кръгли числа: реактивните самолети летят с около 900 км/ч, а куршумите от пушки напускат цевта си с приблизително 0.7 до 1.2 км/сек, около 1 км/сек за бързи такива.

Таблица с данни (алтернативен текст)

По-бавно от кръговата скорост: пада назад. Между кръговата и бягствената скорост: орбитира. При или над бягствената скорост: напуска завинаги.

Скорости, необходими на върха на планината
Планета	Скорост на кръговата орбита тук	Бягство скорост тук
Земя	7,61 km/сек	10,8 km/сек
Луна	1,62 km/сек	2,29 km/сек
Март	3,42 km/сек	4,84 km/сек

Инструментите и уроците използват опростени модели само за обучение, те не трябва да се използват за навигация, планиране на мисии или оперативни решения. Сертификатите са безплатни и неакредитирани. Прочетете отказа от отговорност за образователното съдържание