توپ نيوتن

توپ را از بالای کوه شلیک کنید تا به مدار برسد و سپس فرار کند.

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

توپ نيوتن

اين چيه؟ اسحاق نیوتن یک توپ را روی کوهی تصور کرد که آنقدر بلند است که از هوا بیرون میزند. توپ را به آرامی شلیک کنید و دوباره پایین می افتد. با سرعت کافی شلیک کنید و زمین زیر آن خم می شود همانطور که با سرعت سقوط می کند، بنابراین هرگز فرود نمی آید. این یک مدار است.

چطور ازش استفاده کنم: سرعت پرتاب را با لغزاننده یا دکمۀ سرعت تنظیم کنید ، سپس شلیک را فشار دهید. شلیک‌های قبلی روی صفحه باقی می‌مانند تا بتوانید آنها را مقایسه کنید.

سرعت پرتاب

سرعت مدار دایره‌ای اینجا

سرعت فرار اينجاست

سیاره سرعت پرتاب

چقدر سريع؟

شليک تو
سرعت هواپیمای جت، حدود 900 کیلومتر در ساعت (0.25 کیلومتر بر ثانیه)
گلوله تفنگ، حدود 1 کيلومتر در ثانيه
سرعت مدار
سرعت فرار

کوه از هر کوه واقعی بلندتر کشیده شده تا بتوانید آن را ببینید مقاومت هوا نادیده گرفته شده است

اينو امتحان کن

«پیش‌بینی هواپیمای جت و پروازش» ‎(انگلیسی)‎.یادداشت: هر دو تا تقريبا همزمان به زمين مي افتن حتي چيزهاي روزمره بسيار سريع نيز به اندازه اي سريع نيستن که بتونند به مدار برسند
سرعت مدار رو فشار بدين و شليک کنينیادداشت: توپ تمام مسیر را دور می زند و به توپ برمی گردد. در تمام مدت در حال سقوط است، اما زمین را از دست می دهد. اینطوری ایستگاه فضایی بین المللی بالا می ماند.
يه کم آهسته تر از سرعت مداري شلیک کنيد، بعدش يکم سريعتریادداشت: آهسته‌تر: به پایین خم می‌شود و بخشی از مسیر را می‌پیماید. سریع‌تر: دایره به شکل بیضی دراز کشیده می‌شود که تا دوری تکان می‌خورد و برمی‌گردد.
سرعت فرار رو فشار بدين و شليک کنين بعدش سياره رو به ماه عوض کنيدیادداشت: در سرعت فرار توپ می‌رود و هرگز برنمی‌گردد. در ماه، با گرانش ضعیف‌تر، سرعت مدار تنها حدود 1.6 کیلومتر بر ثانیه است.

کلمات براي دانستن

ایده های پشت آن

چرا توپ در مدار به زمين نمي افته؟

زمین همیشه می افتد. سطح زمین برای هر 8 کیلومتر که حرکت می کنید حدود 5 متر به پایین خم می شود، و هر چیزی که فرو می افتد در اولین ثانیه خود حدود 5 متر سقوط می کند. پس یک توپ که با سرعت 8 کیلومتر بر ثانیه به طرف چپ حرکت می کند هر ثانیه 5 متر سقوط می کند در حالی که زمین 5 متر از آن دورتر می شود.

چرا اينقدر بلند؟

در زمین کوهی حدود 510 کیلومتر ارتفاع دارد (8 درصد شعاع زمین)، بالاتر از ایستگاه فضایی بین‌المللی که پرواز می‌کند (حدود 400 کیلومتر)، بنابراین توپ تقریباً بالای تمام هوا شروع می‌شود. پایین در هوا، کشش هوا باعث کند شدن و گرم کردن توپ قبل از رسیدن به سرعت مدار می‌شود. به همین دلیل است که راکت‌های واقعی ابتدا از هوا بالا می‌روند و سپس به سمت کناری شتاب می‌گیرند.

منابع: جرم و اندازه سیاره‌ها از NASA/JPL (bodies.json); مسیرها دقیقا مدارهای دو جسم هستند. 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.

جدول داده) جایگزین متنی (

آهسته‌تر از سرعت دایره‌ای: به عقب می‌افتد. بین سرعت دایره‌ای و فرار: در مدار قرار می‌گیرد. با یا بالاتر از سرعت فرار: برای همیشه دور می‌شود.

سرعت لازم براي رسيدن به قله کوه
سیاره	سرعت مدار دایره‌ای اینجا	سرعت فرار اينجاست
زمین	۷٫۶۱ کیلومتر در ثانیه	۱۰٫۸ کیلومتر در ثانیه
ماه	۱٫۶۲ کیلومتر در ثانیه	۲٫۲۹ کیلومتر در ثانیه
مریخ	۳٫۴۲ کیلومتر در ثانیه	۴٫۸۴ کیلومتر در ثانیه

ابزارها و درس‌ها از مدل‌های ساده شده برای یادگیری استفاده می‌کنند. آن‌ها نباید برای ناوبری، برنامه‌ریزی مأموریت یا هر تصمیم عملیاتی استفاده شوند. گواهینامه‌ها رایگان هستند و اعتبار ندارند. متن مطالب آموزشی را بخوانید