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Cannone di Newton
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Cannone di Newton

Spara una palla di cannone sempre più velocemente dalla cima di una montagna fino a quando orbita, poi scappa.

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

Cannone di Newton

Che cos'è questo? Isaac Newton immaginò un cannone su una montagna così alta che si alza dall'aria. Spara la palla lentamente e ricade giù. Spara abbastanza velocemente e il terreno sottostante si curva via alla stessa velocità con cui cade, quindi non atterra mai. Questa è un'orbita.

Come utilizzarlo: Imposta la velocità di lancio con il cursore o un pulsante di velocità, quindi premi Fire (Fuoco).

Velocità di lancio
Velocità orbitale circolare qui
Fuga di velocità qui

Quanto veloce è?

  • Il tuo colpo
  • Aereo di linea a reazione, circa 900 km/h (0.25 km/s)
  • Proiettile da fucile, circa 1 km/s
  • Velocità orbitale
  • Velocità di fuga

La montagna è disegnata molto più alta di qualsiasi altra vera, così che tu possa vederla.

Prova questo
  1. Premete "Jet airliner" e sparate, poi "Rifle bullet" e sparate.Avviso: Anche le cose di tutti i giorni che sono molto veloci non sono neanche lontanamente abbastanza veloci da orbitare.
  2. Premere "velocità orbitale" e sparare.Avviso: La palla gira tutto il giro e torna al cannone, cade per tutto il tempo ma continua a non toccare terra. Ecco come la Stazione Spaziale Internazionale rimane in piedi.
  3. Spara un po' più lentamente della velocità orbitale, poi un po' più velocemente.Avviso: Più lento: si curva verso il basso e atterra in parte intorno al cerchio; più veloce: il cerchio si allunga in un lungo ovale che oscilla lontano e ritorna.
  4. Premere "Escape speed" e sparare, poi passare il pianeta alla Luna.Avviso: Alla velocità di fuga la palla parte e non ritorna mai. Sulla Luna, con la sua gravità più debole, la velocità orbitale è solo di circa 1.6 km/s.
Parole da sapere
Le idee dietro di esso

Perché la palla orbitante non cade?

La superficie della Terra si curva verso il basso di circa 5 metri ogni 8 chilometri che si percorrono, e qualsiasi cosa cade cade di circa 5 metri nel primo secondo. Quindi una palla che si muove lateralmente a circa 8 chilometri al secondo cade di 5 metri ogni secondo mentre il terreno si allontana di 5 metri.

Perché una montagna così alta?

Sulla Terra la montagna è alta circa 510 km (l'8% del raggio terrestre), più in alto di quanto non sia la Stazione Spaziale Internazionale (circa 400 km), quindi la palla parte quasi completamente sopra l'aria. In aria, la resistenza rallenta e riscalda la palla molto prima che raggiunga la velocità orbitale: per questo i veri razzi salgono prima dall'aria e poi accelerano lateralmente.

Fonti: masse e dimensioni dei pianeti da NASALe velocità quotidiane sono tipiche cifre rotonde: gli aerei di linea viaggiano a circa 900 km/h, e i proiettili dei fucili lasciano la canna a circa 0.7-1.2 km/s, circa 1 km/s per uno veloce; le orbite sono esatte orbite a due corpi.

Tabella dati (testo alternativo)

Più lento della velocità circolare: cade indietro. Tra la velocità circolare e quella di fuga: orbita.A o sopra la velocità di fuga: se ne va per sempre.

Velocità necessarie in cima alla montagna
PianetaVelocità orbitale circolare quiFuga di velocità qui
Terra7,61 km/s10,8 km/s
Luna1,62 km/s2,29 km/s
Marte3,42 km/s4,84 km/s

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