Canó de Newton
Dispara una bola de canó més i més ràpid des d'una muntanya fins que orbiti, llavors s'escapa.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Canó de Newton
Què és això? Isaac Newton va imaginar un canó en una muntanya tan alta que es projecta de l' aire. Dispara la bola lentament i cau cap avall. Dispara- la prou ràpid i el terra es corba per sota d' ella tan ràpid com cau, així que mai aterra. Això és una òrbita.
Com usar-lo: Establiu la velocitat de llançament amb el cursor o un botó de velocitat, i premeu Dispara. Els tirs anteriors es queden a la pantalla per tal que els pugueu comparar.
Què de ràpid és això?
- La teva oportunitat.
- Avió de passatgers a reacció, uns 900 km/h (0.25 km/s)
- Bala de rifle, aproximadament 1 km/s
- Velocitat orbital
- Velocitat d' escape
La muntanya es dibuixa molt més alta que qualsevol altra de la realitat, per tal que pugueu veure- la. S' ignora la resistència a l' aire.
Prova això.
- Prem "Jet airliner" i dispara, després "Rifle bullet" i dispara.Nota: Tots dos cauen cap avall gairebé al mateix temps. Fins i tot les coses quotidianes molt ràpides no són prou ràpides per orbitar.
- Prem "velocitat orbital" i dispara.Nota: La bola fa tot el camí i torna al canó. Cau tot el temps, però no arriba a terra. Així és com l' Estació Espacial Internacional es manté en peu.
- Dispara una mica més lent que la velocitat orbital, després una mica més ràpid.Nota: Més lent: es corba cap avall i aterra part del camí. Més ràpid: el cercle s' estén en un llarg oval que oscil· la molt lluny i torna.
- Premeu "Escape speed" i feu foc, després canvieu el planeta a la Lluna.Nota: 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.
Les idees darrere d'això
Per què la bola orbitant no cau?
Sí que cau, tot el temps. La superfície de la Terra es corba cap avall uns 5 metres cada 8 quilòmetres que viatgeu, i qualsevol cosa que caigui cau uns 5 metres en el seu primer segon. Així doncs una bola que es mou lateralment a uns 8 quilòmetres per segon cau 5 metres cada segon mentre que el terra s' allunya uns 5 metres. Mai no s' acosta més al terra.
Per què una muntanya tan alta?
A la Terra, la muntanya aquí té uns 510 km d' alçada (un 8% del radi de la Terra), més alta que l' Estació Espacial Internacional (uns 400 km), així que la bola comença per sobre de gairebé tot l' aire. A baix en l' aire, l' anti- repulsió alentiria i escalfaria la bola molt abans d' arribar a la velocitat orbital. Per això els coets reals s' enlairen primer de l' aire i després acceleren lateralment.
Sources: planet masses and sizes from NASA/JPL (bodies.json); paths are exact two-body orbits. Everyday speeds are typical round figures: jet airliners cruise at about 900 km/h, and rifle bullets leave the barrel at roughly 0.7 to 1.2 km/s, about 1 km/s for a fast one.
La gravetat de la Terra atrau tot cap al seu centre, i per això les coses cauen.
Més en el glossari →El camí d'alguna cosa que segueix caient al voltant d'un planeta o estrella sense mai colpejar-lo, perquè es mou de costat prou ràpid.
Més en el glossari →The speed you must go sideways to circle a planet at a given height without falling in or flying away. Just above Earth's air it is about 7.8 km/s.
Més en el glossari →The speed needed to leave a planet for good, never falling back. From Earth's surface it is about 11.2 km/s, ignoring the air.
Més en el glossari →L' aire empeny contra un objecte en moviment i l' alenteix. Aquesta eina ho ignora; una bola de canó real disparada tan ràpid seria aturada i cremada per l' aire.
Taula de dades (alternativa de text)
Més lent que la velocitat circular: es retrocedeix. Entre la velocitat circular i d' escape: orbita. A o per sobre de la velocitat d' escape: se n' va per sempre.
| Planeta | Velocitat de l' òrbita circular aquí | Velocitat d' escape aquí |
|---|---|---|
| Terra | 7,61 km/s | 10,8 km/s |
| Lluna | 1,62 km/s | 2,29 km/s |
| Març | 3,42 km/s | 4,84 km/s |
Les eines i lliçons usen models simplificats només per a l' aprenentatge. No s' han d' usar per a la navegació, planificació de missions o qualsevol decisió operativa. Els certificats són lliures i no acreditats. Llegiu la desresponsabilització del contingut educatiu