ບົດຮຽນນີ້ໄດ້ຂຽນໂດຍສະມາຊິກຂອງກຸ່ມ Local Solar System Foundation ແລະສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍຜູ້ກວດສອບທີ່ມີຄຸນສົມບັດ. ທ່ານມີຄວາມຮູ້ໃນຫົວຂໍ້ນີ້ບໍ? ແນະນຳການແກ້ໄຂ
ລູກປືນຂອງນີວຕັນ
ເປີດໜ້າເຕັມນີ້ແມ່ນຫຍັງ? Isaac Newton ຄິດວ່າປືນໃຫຍ່ຢູ່ເທິງພູສູງພໍທີ່ຈະໂຍນມັນອອກມາຈາກອາກາດ. ປ່ອຍບ້ວງລົງໄປຢ່າງຊ້າໆ ແລະ ມັນກໍ່ຈະຕົກລົງມາອີກຄັ້ງ. ປ່ອຍມັນໃຫ້ໄວພໍທີ່ດິນຈະໂຄ້ງລົງມາພາຍໃຕ້ມັນດ້ວຍຄວາມໄວທີ່ມັນຕົກລົງ, ສະນັ້ນມັນຈຶ່ງບໍ່ເຄີຍລົງຈອດ. ນັ້ນຄືວົງໂຄຈອນ.
ວິທີການໃຊ້: ຕັ້ງຄວາມໄວການເປີດໃຊ້ປຸ່ມເລື່ອນ ຫຼື ປຸ່ມຄວາມໄວ, ແລ້ວກົດປືນ. ການຍິງກ່ອນໜ້ານີ້ ຈະຢູ່ເທິງຈໍ ເພື່ອໃຫ້ທ່ານສາມາດທຽບພວກມັນໄດ້.
ໄວປານໃດ?
- ຖ່າຍຮູບຂອງທ່ານ
- ເຮືອບິນໂດຍສານ, ປະມານ 900 km/h (0.25 km/s)
- ລູກປືນ, ປະມານ 1 ກິໂລແມັດ/ວິນາທີ
- ຄວາມໄວ
- ល្បឿນລົບ
ພູເຂົາຖືກແຕ້ມໃຫ້ສູງກວ່າທີ່ຈິງ ເພື່ອວ່າທ່ານຈະສາມາດເຫັນມັນໄດ້. ການຕໍ່ຕ້ານລົມບໍ່ຖືກເບິ່ງຂ້າມ.
ພະຍາຍາມສິ່ງນີ້
- ກົດ "ເຮືອບິນໂດຍສານ" ແລະ ປືນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ "ລູກປືນ" ແລະ ປືນ.ຂໍ້ມູນ: ສອງຢ່າງນີ້ຈະຕົກລົງມາອີກຄັ້ງດຽວກັນ. ເຖິງວ່າສິ່ງທີ່ໄວຫຼາຍໆຢ່າງໃນທຸກໆມື້ກໍບໍ່ທັນໄວພໍທີ່ຈະເຂົ້າໄປໃນວົງໂຄຈອນໄດ້ເທື່ອ
- ກົດ "ຄວາມໄວວົງໂຄຈອນ" ແລະ ປືນ.ຂໍ້ມູນ: ບ້ວງຈະໄປທົ່ວວົງມົນ ແລະ ຄືນມາຫາປືນໃຫຍ່. ມັນຕົກລົງຕະຫຼອດເວລາ, ແຕ່ມັນບໍ່ໄດ້ຮອດພື້ນດິນເທື່ອ. ນີ້ຄືວິທີທີ່ສະຖານີອະວະກາດສາກົນຢູ່ເທິງອາກາດ
- ປືນຍິງຊ້າກວ່າຄວາມໄວວົງໂຄຈອນ ແລ້ວກໍ່ໄວຂຶ້ນຂໍ້ມູນ: ຊ້າກວ່າ: ໂຄ້ງລົງ ແລະ ຕົກຢູ່ໃນສ່ວນໜຶ່ງຂອງທາງທີ່ເປັນວົງ. ໄວກວ່າ: ວົງຍາວຂຶ້ນເປັນຮູບໄຂ່ທີ່ສັ່ນອອກໄປໄກໆ ແລະ ກັບມາອີກຄັ້ງ.
- ກົດ "ຄວາມໄວລົບ" ແລະ ປືນ, ຈາກນັ້ນປ່ຽນດາວເຄາະເປັນດວງຈັນ.ຂໍ້ມູນ: ເວລາທີ່ມີຄວາມໄວລົບບ້ວງຈະອອກໄປ ແລະ ບໍ່ກັບມາອີກ. ເທິງດວງຈັນ, ດ້ວຍແຮງດຶງດູດທີ່ອ່ອນກວ່າ, ຄວາມໄວໃນວົງໂຄຈອນແມ່ນພຽງແຕ່ 1.6 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ.
ແນວຄວາມຄິດເບື້ອງຫຼັງ
ເຮັດຫຍັງບ້ວງທີ່ຢູ່ໃນວົງໂຄຈອນຈຶ່ງບໍ່ຕົກລົງ?
ມັນຕົກ, ທຸກໆຄັ້ງ. ໜ້າດິນຂອງໂລກໂຄ້ງລົງປະມານ5ແມັດຕໍ່ທຸກໆ8ກິໂລແມັດທີ່ທ່ານເດີນທາງ, ແລະສິ່ງໃດກໍ່ຕາມທີ່ຕົກລົງຈະຕົກລົງປະມານ5ແມັດໃນວິນາທີ ທຳອິດ. ສະນັ້ນບ້ວງທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍໄປທາງຂ້າງດ້ວຍຄວາມໄວປະມານ 8 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ ຈະຕົກລົງ5ແມັດຕໍ່ວິນາທີໃນຂະນະທີ່ພື້ນດິນຫຼຸດລົງຫ່າງອອກໄປ5ແມັດ. ມັນບໍ່ເຄີຍໃກ້ກັບພື້ນດິນຫຼາຍປານໃດ.
ເຮັດຫຍັງພູສູງແບບນີ້?
ເທິງໂລກພູທີ່ນີ້ສູງປະມານ 510 ກິໂລແມັດ (8% ຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງໂລກ), ສູງກວ່າສະຖານີອະວະກາດສາກົນບິນຂຶ້ນໄປ (ປະມານ 400 ກິໂລແມັດ), ສະນັ້ນບານຈະເລີ່ມຕົ້ນຢູ່ເໜືອອາກາດທັງໝົດ. ໃນອາກາດ, ການດຶງຈະຊ້າລົງ ແລະ ເຮັດໃຫ້ບານຮ້ອນກ່ອນທີ່ມັນຈະຮອດຄວາມໄວໃນວົງໂຄຈອນ. ນີ້ຄືເຫດຜົນທີ່ວ່າເປັນຫຍັງລູກສອນໄຟຈິງໆຈຶ່ງຂຶ້ນຈາກອາກາດກ່ອນ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນກໍເພີ່ມຄວາມໄວໄປຂ້າງນອກໄດ້ຢ່າງໄວວາ.
ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: ໂລກ massas ແລະຂະຫນາດຈາກ NASA / JPL (bodies.json); ເສັ້ນທາງແມ່ນ orbits ສອງຮ່າງກາຍທີ່ຖືກຕ້ອງ. ທຸກໆມື້ຄວາມໄວແມ່ນຕົວເລກຮອບປົກກະຕິ: jet ເຮືອບິນການບິນໃນປະມານ 900 km/h, ແລະລູກປືນປືນໃຫຍ່ອອກຈາກ barrel ໃນປະມານ 0.7 ເຖິງ 1.2 km/s, ປະມານ 1 km/s ສໍາລັບຫນຶ່ງໄວ.
ແຮງດຶງທີ່ທຸກສິ່ງມີຢູ່ມີຕໍ່ກັນ ແລະ ກັນ. ແຮງດຶງຂອງໂລກ ດຶງທຸກສິ່ງໄປຫາຈຸດໃຈກາງ, ເຊິ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ເຮັດໃຫ້ສິ່ງຕ່າງໆຕົກລົງ.
ເພີ່ມເຕີມໃນປື້ມສັນຍະລັກ →ເສັ້ນທາງຂອງສິ່ງໃດໜຶ່ງທີ່ຕົກຢູ່ອ້ອມດາວເຄາະ ຫຼື ດວງຈັນ ໂດຍບໍ່ໄດ້ປະທະມັນ, ຍ້ອນວ່າມັນເຄື່ອນໄຫວໄປຂ້າງໆຢ່າງໄວພໍ.
ເພີ່ມເຕີມໃນປື້ມສັນຍະລັກ →ຄວາມໄວທີ່ທ່ານຕ້ອງໄປຂ້າງໆ ເພື່ອໂຄຈອນດາວເຄາະ ທີ່ສູງທີ່ໄດ້ໃຫ້ ໂດຍບໍ່ຕົກ ຫຼື ບິນອອກໄປ. ພຽງແຕ່ຢູ່ເທິງອາກາດຂອງໂລກ ມັນແມ່ນປະມານ 7.8 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ.
ເພີ່ມເຕີມໃນປື້ມສັນຍະລັກ →ຄວາມໄວທີ່ຕ້ອງການເພື່ອອອກຈາກດາວເຄາະຢ່າງສົມບູນ, ບໍ່ໄດ້ຕົກຄືນມາອີກ. ຈາກໜ້າດິນຂອງໂລກ ມັນແມ່ນປະມານ 11.2 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ, ບໍ່ເອົາໃຈໃສ່ກັບອາກາດ.
ເພີ່ມເຕີມໃນປື້ມສັນຍະລັກ →ອາກາດດຶງວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ເຮັດໃຫ້ມັນຊ້າລົງ. ເຄື່ອງມືນີ້ບໍ່ເອົາໃຈໃສ່ກັບສິ່ງນີ້; ລູກປືນໃຫຍ່ທີ່ຖືກຍິງໄວແບບນີ້ ຈະຖືກຢຸດ ແລະ ເຜົາດ້ວຍອາກາດ
ຕາຕະລາງຂໍ້ມູນ (ຕົວເລືອກຂໍ້ຄວາມ)
ໄວກວ່າຄວາມໄວວົງມົນ: ມັນຈະຕົກຄືນ. ລະຫວ່າງຄວາມໄວວົງມົນ ແລະ ຄວາມໄວຫຼົບໜີ: ມັນຈະຄອບຄອງວົງໂຄຈອນ. ຢູ່ທີ່ ຫຼື ສູງກວ່າຄວາມໄວຫຼົບໜີ: ມັນຈະອອກໄປຢ່າງສົມບູນ.
| ភព | ຄວາມໄວຂອງວົງໂຄຈອນຢູ່ທີ່ນີ້ | ຄວາມໄວການລົບຢູ່ທີ່ນີ້ |
|---|---|---|
| ແຜ່ນດິນໂລກ | 7,61 ກມ/ວິ | 10,8 ກມ/ວິ |
| ດວງຈັນ | 1,62 ກມ/ວິ | 2,29 ກມ/ວິ |
| ເດືອນມີນາ | 3,42 ກມ/ວິ | 4,84 ກມ/ວິ |
ຖິ້ມບ້ວງຂຶ້ນ ແລະ ມັນກໍກັບມາ ຖິ້ມມັນໃຫ້ແຮງພໍ ແລະ ມັນກໍບໍ່ເຄີຍເຮັດ ຢູ່ໃນໂລກ, ຄວາມໄວນັ້ນແມ່ນ 11.2 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ ແລະ ການໄປເຖິງຈຸດນັ້ນເປັນເຫດຜົນທີ່ວ່າເປັນຫຍັງລູກສອນໄຟຈຶ່ງໃຫຍ່ໂຕແບບນີ້.

ໄວພໍ, ແລະສິ່ງທີ່ຖືກໂຍນບໍ່ເຄີຍກັບມາອີກ
ເບິ່ງ
ຖິ້ມບ້ວງຂຶ້ນໄປ ແລະ ມັນຈະຕົກລົງມາອີກ ຖິ້ມມັນໄວຂຶ້ນ, ມັນຈະຂຶ້ນສູງກວ່າກ່ອນທີ່ຈະຕົກຄືນໄປອີກ. ມີຄວາມໄວທີ່ໄວເກີນໄປທີ່ມັນບໍ່ໄດ້ກັບຄືນມາອີກບໍ?
ຍິນດີ ມັນຖືກເອີ້ນວ່າ ຄວາມໄວລົບ (ຫຼື ຄວາມໄວລົບ). ໄປຢ່າງໜ້ອຍໄວເທົ່ານັ້ນ, ບໍ່ມີຫຍັງເຮັດໃຫ້ທ່ານຊ້າລົງ ແລະ ຄວາມດຶງດູດຈະບໍ່ສາມາດດຶງທ່ານຄືນມາໄດ້.
| ໂລກ | ໄວໃນການຫຼົບໜີຈາກພື້ນດິນ |
|---|---|
| ດວງຈັນ | 2.4 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ |
| ເດືອນມີນາ | 5.0ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ |
| ແຜ່ນດິນໂລກ | 11.2 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ |
| ພະຍາກອນແດງນ້ອຍstar name | 59.5 km/s |
| ຈັນ | 617.6 km/s |
ໄວຂອງດວງຈັນແມ່ນນ້ອຍກວ່າເຄິ່ງໜຶ່ງຂອງໂລກ ນັ້ນເປັນເຫດຜົນໜຶ່ງທີ່ວ່າ ເປັນຫຍັງດວງຈັນຈຶ່ງສາມາດເປັນບ່ອນທີ່ໃຊ້ໄດ້ໃນການສົ່ງສິ່ງຂອງໄປສູ່ອະວະກາດ.
ໃນເຄື່ອງມືປືນໃຫຍ່, ດວງຈັນຖືກເປີດໃຊ້ງານ. ພະຍາຍາມຄວາມໄວທີ່ຕ່ຳກວ່າ ແລະ ສູງກວ່າ ຄວາມໄວໃນການລົບຕົວເລກທີ່ສະແດງຢູ່ໃນການອ່ານ.
ເຂົ້າໃຈ
ການຫຼົບໜີ ເກີດຂຶ້ນເມື່ອພະລັງຂອງຮ່າງກາຍພຽງພໍທີ່ຈະຂຶ້ນໄປຈາກ “ຮູ” ຂອງແຮງດຶງດູດຢ່າງເຕັມທີ່ ຕັ້ງຄ່າພະລັງງານເຄື່ອນທີ່ເທົ່າກັບພະລັງງານທີ່ຕ້ອງການເພື່ອໄປເຖິງຄວາມບໍ່ຈຳກັດ:
½ v² = μ / r ⇒ v_escape = √(2μ / r)
ທຽບກັບຄວາມໄວວົງມົນ √(μ/r): ຄວາມໄວໃນການຫລົບໜີແມ່ນ √2 ≈ 1.414 ເທົ່າ ຂອງຄວາມໄວວົງມົນທີ່ໄລຍະທາງດຽວກັນ.
ສອງຂໍ້ມູນທີ່ສຳຄັນ:
- ມັນບໍ່ຂຶ້ນກັບມວນຂອງທ່ານ. ຖ່ານ ແລະ ຍານອະວະກາດ ຕ້ອງການຄວາມໄວຄືກັນ. (ເຮືອບິນອະວະກາດຕ້ອງການ ພະລັງງານ ຫຼາຍຂຶ້ນ, ແນ່ນອນ.)
- ມັນຂຶ້ນຢູ່ກັບບ່ອນທີ່ເຈົ້າເລີ່ມ. ຍາວກວ່າ, r ຈະໃຫຍ່ກວ່າ ແລະ ການຫຼົບໜີຈະງ່າຍກວ່າ. ນັບແຕ່ລະດັບສູງຂອງວົງໂຄຈອນທີ່ຕັ້ງ, ຄວາມໄວຂອງການຫລົບໜີຂອງໂລກແມ່ນພຽງແຕ່ປະມານ 4.3 ກິໂລແມັດ / ນາທີ.
ລູກສອນໄຟບໍ່ເຄີຍຍິງໄດ້ໄວກວ່າ 11.2 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີຢູ່ເທິງດິນ ພວກເຂົາຂຶ້ນໄປຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງຈັກຂອງພວກເຂົາຍັງສືບຕໍ່ດຶງ. ຄວາມໄວໃນການຫຼົບໜີ ແມ່ນຄວາມໄວທີ່ຕ້ອງການສຳລັບສິ່ງທີ່ບໍ່ມີແຮງ, ເຊັ່ນວ່າລູກປືນ.
ແມ່
ໃນດ້ານຂອງພະລັງງານໂຄຈອນສະເພາະ ε = v²/2 − μ/r, ການຫລົບໜີ ໝາຍຄວາມວ່າ ε ≥0. ເວລາ ε =0ແລ້ວ ເສັ້ນທາງແມ່ນເປັນປາຣາໂບລາ ແລະ ຄວາມໄວມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເປັນສະກຸນທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດ. ໄວກວ່ານັ້ນ, ເສັ້ນທາງແມ່ນ hyperbola ແລະ ສິ່ງຂອງຮັກສາຄວາມໄວທີ່ເຫຼືອຢູ່ຫ່າງໄກ, ຄວາມໄວ hyperbolic excess v∞:
v² = v∞² + v_ escape², C₃ = v∞²
ຜູ້ວາງແຜນພາລະກິດໄດ້ອ້າງອີງເຖິງພະລັງງານໃນການເປີດຕົວເປັນ C₃ (km² / s²). ສຳລັບການໂອນຍ້າຍໄປສູ່ດາວອັງຄານ, v∞ ທີ່ເວລາອອກເດີນທາງແມ່ນປະມານ 2.9 km/s, ສະນັ້ນ C₃ ≈ 8.7 km²/s².
ສາຍພົວພັນນີ້ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບທີ່ມີປະໂຫຍດຫຼາຍທີ່ສຸດໃນການບິນອະວະກາດ, ຄື ຜົນກະທົບຂອງການລົບ: ການເຜົາໄໝ້ທີ່ເຮັດໄວ້ໃນບ່ອນທີ່ມີແຮງດຶງດູດ, ເຊິ່ງທ່ານໄດ້ເຄື່ອນຍ້າຍຢ່າງໄວວາແລ້ວ, ຈະຊື້ v∞ ຫຼາຍກ່ວາການເຜົາໄໝ້ທີ່ເຮັດໄວ້ຢູ່ຫ່າງໄກ. ຈາກ 200 km ວົງໂຄຈອນຢຸດຢູ່ອ້ອມໂລກ (ຄວາມໄວວົງມົນ 7.78 km/s, ຄວາມໄວລອດຊີວິດ 11.0 km/s), ການໄປເຖິງ v∞ = 2.9 km/s ຕ້ອງການພຽງແຕ່ປະມານ 3.6 km/s ຂອງເຄື່ອງຈັກເຜົາໄໝ້, ບໍ່ຄືກັບ 3.2 + 2.9 = 6.1 km/s. ແຜນທີ່ Delta- v ໃຊ້ສິ່ງນີ້ ສຳ ລັບທຸກໆການອອກເດີນທາງຈາກວົງໂຄຈອນໂລກຕ່ ຳ.
ທົດລອງໃຊ້
ຢູ່ໃນດວງຈັນ, ປືນຍິງດ້ວຍຄວາມໄວທີ່ຢູ່ພາຍໃຕ້ຄວາມໄວທີ່ໄດ້ສະແດງໄວ້ໃນການອ່ານ, ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນກໍ່ຢູ່ເທິງສຸດ. ທຽບທຽບສອງເສັ້ນທາງ. ຈາກນັ້ນກໍພະຍາຍາມແບບດຽວກັນກັບໂລກ ແລະ ອະວະກາດ.
ດີ. ຄວາມທ້າທາຍແມ່ນບ່ອນທີ່ການຮຽນຮູ້ຕິດ.
ສອບຖາມໄວ
3 ຄໍາຖາມໄວໆ. ເລືອກຄໍາຕອບເພື່ອເບິ່ງວ່າເຈົ້າເວົ້າຖືກຫຼືບໍ່.
-
ອັດຕາການຫຼົບໜີຂອງໂລກຈາກໜ້າດິນແມ່ນປະມານ:
- A 7.9 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ
- B 11.2 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ
- C 29.8 km/s
- D 617 ກິໂລແມັດ/ ນາທີ
ສະແດງຄຳຕອບ
B. 11.2 ກິໂລແມັດ/ ວິນາທີ
-
ຄວາມໄວໃນການຫລົບໜີ ແມ່ນເທົ່າກັບຫຼາຍປານໃດ ຂອງຄວາມໄວວົງໂຄຈອນ ທີ່ຢູ່ໃນໄລຍະທາງດຽວກັນ?
- A 2
- B √2 (ປະມານ 1.41)
- C 1/2
- D π
ສະແດງຄຳຕອບ
B. √2 (ປະມານ 1.41)
-
ໄວໃນການຫລົບໜີແມ່ນຂຶ້ນກັບມວນຂອງវត្ថុທີ່ໄດ້ຖືກເປີດໃຊ້ງານບໍ?
- A ຖືກ, ສິ່ງທີ່ຫນັກກວ່າຕ້ອງການຫຼາຍ
- B ເຫັນແລ້ວ, ສິ່ງທີ່ເບົາກວ່າຕ້ອງການຫຼາຍ
- C ບໍ່, ມີແຕ່ມວນຂອງດາວເຄາະ ແລະ ໄລຍະທາງທີ່ເລີ່ມ
- D ພຽງແຕ່ໃນບວກ
ສະແດງຄຳຕອບ
C. ບໍ່, ມີແຕ່ມວນຂອງດາວເຄາະ ແລະ ໄລຍະທາງທີ່ເລີ່ມ
បន្ទាត់បញ្ចប់
- ຫຼິ້ນດ້ວຍການໂຕ້ຕອບ
- ອ່ານບົດຮຽນ
- ເຮັດການທ້າທາຍ
- ເຮັດການສອບຖາມ
ແທກບົດຮຽນທີ່ສຳເລັດ ເພື່ອບັນທຶກມັນໄວ້ໃນຄວາມຄືບໜ້າຂອງທ່ານໃນອຸປະກອນນີ້.
Lesson complete. Well done!
ຕໍ່ໄປ ເຫດຜົນທີ່ວ່າເປັນຫຍັງວົງໂຄຈອນຈຶ່ງຕົກຄໍາໃນບົດຮຽນນີ້
ແຫຼ່ງ
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 3: Gravity and Mechanics
- NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet (escape velocities)
- JPL SSD: Planetary Physical Parameters
- NASA NSSDCA Sun Fact Sheet
ບົດຮຽນນີ້ມີໃບອະນຸຍາດ CC BY-SA 4.0.