Newtonovo dělo
Vystřelte dělovou kouli rychleji a rychleji z vrcholu hory, dokud se neobrátí na oběžnou dráhu, pak unikne.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Newtonovo dělo
Co je tohle? Isaac Newton si představoval dělo na hoře tak vysoké, že vyčnívá ze vzduchu. Vystřelíte míček pomalu a ten spadne zpět dolů. Vystřelíte dostatečně rychle a zem se pod ním zakřiví stejně rychle jako padá, takže nikdy nepřistane.
Jak ho používat: Nastavte rychlost startu pomocí posuvníku nebo tlačítka rychlosti a stiskněte tlačítko Střelba.Dřívější snímky zůstávají na obrazovce, takže je můžete porovnat.
Jak rychle to je?
- Tvůj výstřel
- Proudové dopravní letadlo, asi 900 km/h (0.25 km/s)
- Střela z pušky, cca 1 km/s
- Oběžná rychlost
- Úniková rychlost
Hora je nakreslena mnohem výše než jakákoli skutečná hora, takže ji můžete vidět a odpor vzduchu se ignoruje.
Zkus tohle
- Stiskněte "Jet airliner" a střílet, pak "Rifle bullet" a střílet.Poznámka: Dokonce ani velmi rychlé každodenní věci nejsou ani zdaleka dost rychlé na to, aby se dostaly na oběžnou dráhu.
- Stiskněte "Orbit rychlost" a oheň.Poznámka: Míč se otáčí a vrací zpět do děla, stále padá, ale neustále míjí zem. Takto se Mezinárodní vesmírná stanice drží vzhůru, protože je to její hlavní hnací síla.
- Střílejte o něco pomaleji než je rychlost oběžné dráhy, pak trochu rychleji.Poznámka: Pomalejší: zakřiví se dolů a přistane část cesty kolem, rychlejší: kruh se roztáhne do dlouhého oválu, který se houpe daleko ven a vrací se zpět.
- Stiskněte "Escape speed" a střílet, pak přepnout planetu na Měsíc.Poznámka: Při únikové rychlosti míč odchází a už se nikdy nevrátí. Na Měsíci, se svou slabší gravitací, je rychlost oběžné dráhy pouze asi 1.6 km/s.
Myšlenky za ním
Proč nespadne míček?
Země se zakřivuje dolů o 5 metrů za každých 8 kilometrů, které urazíte, a cokoliv, co spadne, spadne zhruba o 5 metrů během první sekundy. Míč pohybující se do stran rychlostí asi 8 kilometrů za sekundu tedy padá každou vteřinu o 5 metrů, zatímco země se od něj vzdaluje o 5 metrů.
Proč tak vysoká hora?
Na Zemi je hora vysoká asi 510 km (8 % poloměru Země), což je více než Mezinárodní vesmírná stanice (asi 400 km), takže míč začíná téměř nad všemi vzduchovými plochami. Ve vzduchu by odpor zpomalil a zahřál míč dlouho předtím, než dosáhne rychlosti oběžné dráhy, proto skutečné rakety nejprve vylétají ze vzduchu a pak zrychlují bokem.
Zdroje: hmotnosti a velikosti planet z NASA/JPL (bodies.json); dráhy jsou přesné oběžné dráhy dvou těles.Každodenní rychlosti jsou typické kulaté čísla: proudové dopravní letadlo cestuje přibližně 900 km / h, a střely z pušky opouští hlavně zhruba 0,7 až 1,2 km / s, asi 1 km / s pro rychlé.
Gravitace Země táhne všechno směrem k jejímu středu, a proto věci padají, ale gravitace Země je silnější než gravitace Země.
Více v glosáři →Cesta něčeho, co stále padá kolem planety nebo hvězdy, aniž by ji někdy zasáhlo, protože se pohybuje dostatečně rychle do stran.
Více v glosáři →Rychlost, kterou musíte jet do strany, abyste obešli planetu v dané výšce bez pádu nebo odletu, těsně nad zemským vzduchem je asi 7,8 km/s.
Více v glosáři →Rychlost potřebná k tomu, aby člověk nadobro opustil planetu a nikdy se nevrátil zpět, je přibližně 11,2 km/s (bez vzduchu).
Více v glosáři →Vzduch tlačí na pohybující se objekt a zpomaluje ho, tento nástroj to ignoruje; skutečná dělová koule vystřelená tak rychle by byla zastavena a spálena vzduchem.
Tabulka dat (textová alternativa)
Pomalejší než kruhová rychlost: padá zpět. Mezi kruhovou a únikovou rychlostí: obíhá kolem Země. Při nebo nad únikovou rychlostí: odchází nadobro.
| Planeta | Rychlost kruhové oběžné dráhy zde | Uniknout rychlosti zde |
|---|---|---|
| Země | 7,61 km/s | 10,8 km/s |
| Měsíc | 1,62 km/s | 2,29 km/s |
| Mars | 3,42 km/s | 4,84 km/s |
Nástroje a lekce používají zjednodušené modely pouze pro výuku, nesmí být použity pro navigaci, plánování misí nebo jakékoli operační rozhodnutí. Certifikáty jsou zdarma a neakreditované. Přečtěte si prohlášení o vzdělávacím obsahu