Newtonin tykki
Ammu tykkipallo vuoren huipulta yhä nopeammin, kunnes se kiertää ja sitten pakenee.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Newtonin tykki
Mitä tämä on? Isaac Newton kuvitteli tykin olevan niin korkealla vuorella, että se nousee ilmaan. Ammu pallo hitaasti ja se putoaa takaisin alas. Ampua se tarpeeksi nopeasti ja maa kaareutuu pois sen alta yhtä nopeasti kuin se putoaa, joten se ei koskaan laskeudu. Se on kiertorata.
Kuinka käyttää sitä: Aseta laukaisunopeus liukusäätimellä tai nopeudenäppäimellä ja paina sitten Tulta.Aiemmat laukaukset pysyvät näytöllä, jotta voit vertailla niitä.
Kuinka nopeasti se on?
- Sinun laukauksesi
- Suihkuliikennekone, noin 900 km/h (0.25 km/s)
- Kiväärin luoti, noin 1 km/s
- Kiertonopeus
- Pakomatka
Vuori on piirretty paljon korkeammaksi kuin mikään todellinen vuori, jotta se näkyy ja ilmanvastus jätetään huomiotta.
Kokeile tätä
- Paina "Jet airliner" ja ammu, sitten "Rifle bullet" ja ammu.Huomautus: Molemmat putoavat alaspäin lähes yhtä aikaa, eikä edes hyvin nopeat arkiset asiat ole lähelläkään tarpeeksi nopeita kiertämään.
- Paina "Orbit nopeus" ja tulipalo.Huomautus: Pallo kiertää koko ajan ympäri ja palaa takaisin tykkiin. Se putoaa koko ajan, mutta se ei koskaan osu maahan.Tämän ansiosta kansainvälinen avaruusasema pysyy pystyssä.
- Tuli hieman hitaammin kuin kiertorata nopeus, sitten hieman nopeammin.Huomautus: Nopeampi: ympyrä venyttää itsensä pitkäksi ovaaliksi, joka heiluu kauas ulos ja tulee takaisin.Hidas: se kaartaa alaspäin ja laskeutuu osittain ympyrän ympäri.
- Paina "Escape speed" ja ammu, sitten vaihda planeetta Kuuhun.Huomautus: Pakomatkalla pallo lähtee ja ei koskaan palaa takaisin, mutta Kuussa, jossa painovoima on heikompi, kiertoratanopeus on vain noin 1,6 km/s.
Sen takana olevat ideat
Miksi kiertävä pallo ei putoa alas?
It does fall, all the time. Earth's surface curves downwards by about 5 metres for every 8 kilometres you travel, and anything dropped falls about 5 metres in its first second. So a ball moving sideways at about 8 kilometres per second falls 5 metres each second while the ground drops away by 5 metres. It never gets any closer to the ground.
Miksi niin korkea vuori?
Maapallolla vuori on noin 510 km korkea (8% Maan säteestä), korkeampi kuin Kansainvälinen avaruusasema lentää (noin 400 km), joten pallo lähtee lähes kaiken ilman yläpuolelta. Alas ilmassa vastus hidastaa ja lämmittää pallon kauan ennen kuin se saavuttaa kiertoradan nopeuden, siksi oikeat raketit nousevat ensin ilmaan ja sitten kiihtyvät sivulle.
Lähteet: planeetan massat ja koot NASA/JPL (bodies.json); polkuja ovat täsmälliset kahden kappaleen kiertoradat. Jokapäiväiset nopeudet ovat tyypillisiä pyöreitä lukuja: suihkukoneen matkanopeus on noin 900 km/h, ja kivääriluotin luodin lähtönopeus on noin 0,7–1,2 km/s, nopean luodin noin 1 km/s.
Maan painovoima vetää kaikkea sen keskustaa kohti, minkä vuoksi asiat putoavat ja kaikki muutkin asiat putoavat.
Lisää sanastosta →Jotain, joka putoaa jatkuvasti planeetan tai tähden ympäri ilman että se koskaan osuu siihen, koska se liikkuu sivuttain tarpeeksi nopeasti.
Lisää sanastosta →Nopeus, jolla sinun täytyy mennä sivulle kiertääksesi planeetan tietyssä korkeudessa ilman putoamista tai lentämistä pois, juuri Maan ilman yläpuolella on noin 7.8 km/s.
Lisää sanastosta →Nopeus, joka tarvitaan planeetalta pysyvästi poistumiseen ilman paluuta takaisin, on Maan pinnalta mitattuna noin 11,2 km/s, ilman ilmaa.
Lisää sanastosta →Ilma työntää liikkuvaa kohdetta kohti ja hidastaa sitä. Tämä työkalu ei ota huomioon tätä. Oikea tykkipallo, joka ammutaan näin nopeasti pysähtyisi ja palaisi ilmaan.
Tietotaulukko (vaihtoehtoinen teksti)
Nopeus on pienempi kuin kiertonopeus: se putoaa takaisin. Kiertonopeuden ja pakoonopeuden välillä: se kiertää kiertoradallaan.
| Planeetta | Kiertoradan nopeus täällä | Paeta nopeus täällä |
|---|---|---|
| Maa | 7,61 km/s | 10,8 km/s |
| Kuu | 1,62 km/s | 2,29 km/s |
| Maaliskuu | 3,42 km/s | 4,84 km/s |
Työkalut ja oppitunnit käyttävät yksinkertaistettuja malleja vain oppimista varten, eikä niitä saa käyttää navigointiin, tehtävän suunnitteluun tai mihinkään operatiiviseen päätökseen. Sertifikaatit ovat ilmaisia eivätkä akkreditoituja. Lue koulutussisältöä koskeva vastuuvapauslauseke