Ity lesona ity dia nosoratan'ny mpikambana ao amin'ny ekipan'ny Local Solar System Foundation ary azo havaozina amin'ny alalan'ny mpanadihady manana traikefa. Manana traikefa amin'ity lohahevitra ity ve ianao? Manome soso-kevitra fanovana
Newton's Cannon
Sokafy ny pejy manontoloInona no nitranga? Nieritreritra ny hametrahana baomba amin'ny tendrombohitra avo dia avo i Isaac Newton ka hivoaka avy ao anaty rivotra. Apetraho milamina ny baolina ary hiverina hidina izy. Apetraho haingana araka izay tratra ary hosokafana ny tany eo ambanin'ilay baolina tahaka ny fianjeran'ny baolina, ka tsy hipetraka mihitsy izy. Io no orbita.
Ahoana ny fampiasana azy: Mamaritra ny hafainganan'ny fandefasana amin'ny alalan'ny slider na tsindry hafainganan'ny fakana sary, dia tsindrio ny Fire. Mbola eo amin'ny efijery ireo sary efa nalaina mba hahafahanao mampitaha azy ireo.
Ahoana no hafainganam-pandehany?
- Ny saryo
- Fiaramanidina, manodidina ny 900 km/ora (0.25 km/s)
- Bala avy amin'ny basy, manodidina ny 1 km/s
- Hafainganan'ny orbit
- Hafainganan'ny fivoahana
Namboarina ho avo kokoa noho ny tena izy ilay tendrombohitra mba ho hitanareo. Tsy jerena ny fihenjanana amin'ny rivotra.
Andramo ity
- Tsindrio ny "Jet airliner" ary tifitra, avy eo ny "Rifle bullet" ary tifitra.Fanamarihana: Miverina miakatra avokoa izy roa ireo, na dia ny zavatra mahazatra haingana aza dia tsy ampy haingana hahatongavana amin'ny orbit.
- Tsindrio ny "Orbit speed" ary alefa.Fanamarihana: Mihodidina ny manodidina ny tany ny baolina ary miverina any amin'ny basy.Mihotsaka hatrany izy, saingy tsy mahatratra ny tany mihitsy.Izany no fomba ahafahana mametraka ny Toby Iraisam-pirenena ao amin'ny habakabaka.
- Mitohy ny fipoahana, izay mihena kely noho ny hafainganam-pandehan'ny orbita, ary avy eo mihazakazaka kely.Fanamarihana: Mandroso haingana kokoa: miparitaka ho toy ny boribory lavalava izay mivezivezy lavitra ary miverina indray ilay faribolana.
- Tsindrio ny "Escape speed" ary apetraho, avy eo ovay ho any amin'ny Volana ny planeta.Fanamarihana: Amin'ny hafainganam-pivoahana dia miala ny baolina ary tsy miverina intsony. eo amin'ny Volana, izay manana ny hery mavesatra kely kokoa, ny hafainganana manodidina ny orbita dia 1,6 km/s fotsiny.
Ny hevitra ao ambadiky izany
Nahoana no tsy miakatra ny baolina mandeha amin'ny lalany?
Mihovitra 5 metatra eo ho eo ny tafony isaky ny mandeha ianao 8 kilaometatra, ary ny zavatra rehetra mihotsaka dia mihotsaka 5 metatra eo ho eo amin'ny segondra voalohany. Noho izany, ny baolina mandeha an-tsisiny amin'ny hafainganam-pandeha 8 kilaometatra isan-segondra dia mihotsaka 5 metatra isaky ny segondra raha toa ka mihotsaka 5 metatra ny tany. Tsy misy fotoana akaiky kokoa amin'ny tany izy io.
Nahoana no misy tendrombohitra avo tahaka izany?
Eo amin'ny tany, ny haavony dia manodidina ny 510 km (8%n'ny radius-n'ny tany) ilay tendrombohitra eto, avo kokoa noho ny fiaramanidina Iraisampirenena mivezivezy any an-danitra (eo amin'ny 400 km), ka saika eo ambonin'ny rivotra manontolo no manomboka ny baolina. Ao anaty rivotra, ny fihenjanana dia hampihena sy hanafana ny baolina elaela alohan'ny hahatratrarany ny hafainganam-pandehan'ny orbita.
Loharano: ny lanja sy ny haben'ny planeta avy amin'ny NASA/JPL (bodies.json); ny làlana dia ny orbits tena izy misy vatana roa. Ny hafainganam-pandeha isan'andro dia tarehimarika miloko mavokely mahazatra: ny fiaramanidina mandeha amin'ny 900 km / ora eo ho eo, ary ny bala basy dia mandao ny baoritra amin'ny 0.7 ka hatramin'ny 1.2 km / s eo ho eo, manodidina ny 1 km / s ho an'ny haingana.
Ny fihenan'ny zavatra rehetra amin'ny hafa. ny hery misintona an'izao tontolo izao dia misintona ny zava-drehetra mankany amin'ny afovoany, izay no antony nahatonga ny zavatra hirodana.
Misy bebe kokoa ao amin'ny rakibolana →Ny làlan'ny zavatra iray izay mitoetra eo amin'ny manodidina ny planeta na kintana tsy misy mihitsy hitsambikina aminy, satria mandeha haingana be izy.
Misy bebe kokoa ao amin'ny rakibolana →Ny hafainganam-pandeha tsy maintsy alehanao amin'ny lafiny iray mba hihodinan'ny planeta amin'ny haavon'ny toerana iray tsy mivoaka na miditra ao aminy. Eo amin'ny haavo eo ambonin'ny rivotra eto an-tany dia manodidina ny 7,8 km/s izany.
Misy bebe kokoa ao amin'ny rakibolana →Ny hafainganam-pandeha ilaina mba handao ny planeta ho tsara, tsy miverina intsony. avy amin'ny tafo an'izao tontolo izao dia eo amin'ny 11.2 km / s izany, raha tsy jerena ny rivotra.
Misy bebe kokoa ao amin'ny rakibolana →Ny rivotra manery zavatra mivezivezy ary mampiato azy. Tsy raisin'ity fitaovana ity ho toy ny zava-dehibe izany; ny tena bala baomba izay nalefa haingana dia mety hitsahatra sy hodorain'ny rivotra.
Fafana data (soratra safidy)
Mora kokoa noho ny hafainganan'ny fihodinan'ny tsipika: miverina izy. Eo anelanelan'ny hafainganan'ny fihodinan'ny tsipika sy ny fivoahana: mandeha manodidina izy. Raha eo amin'ny hafainganan'ny fivoahana na ambony noho izany: miala tanteraka izy.
| Planète | Hafainganan'ny orbita miverimberina eto | Hafainganan'ny fivoahana eto |
|---|---|---|
| Earth | 7.61 km/s | 10.8 km/s |
| Volana | 1.62 km/s | 2.29 km/s |
| Marsa | 3.42 km/s | 4.84 km/s |
Atolory ny baolina ary hiverina izy. Atolory mafy dia tsy misy mitranga mihitsy. Eo amin’ny Tany, 11.2 kilometatra isan-segondra izany hafainganam-pandeha izany, ary ny hahatratrarana azy no antony maha-mavesatra be ireo balafomanga.
Tena haingana, ary tsy miverina intsony ny zavatra natsipy.
Jereo
Avy eo dia miakatra ny baolina ary avy eo miverina midina. Atolory haingana kokoa, miakatra ambony izy alohan’ny hiverenany. Misy ve ny hafainganam-pandeha haingana ka tsy miverina intsony?
Eny. Ny fiteny anglisy dia mampiasa ny teny hoe escape (na “escape velocity”). Mandehana haingana toy izany farafahakeliny, tsy misy zavatra mampiato anao, ary tsy afaka miverina aminao mihitsy ny hery mavesatra.
| Tontolo | Hafainganan’ny fivoahana avy amin’ny tontolo |
|---|---|
| Volana | 2.4 km/s |
| Marsa | 5.0 km/s |
| Earth | 11.2 km/s |
| Jupiter | 59.5 km/s |
| Sun | 617.6 km/s |
Ny halavan’ny masoandro dia latsaky ny ampaha-dimy amin’ny an’ny Tany. Izany no antony iray mahatonga ny Volana ho toerana mety handefasana zavatra any amin’ny habakabaka.
Amin’ny fitaovana fanapoahana baomba, ny volana dia voalanjalanja. Andramo ny hafainganan’ny fivoahana ambany sy ambony noho ny hafainganan’ny fivoahana hita eo amin’ny famakiana.
Fantatray
Ny fihenan’ny herinaratra dia miteraka ny fitombon’ny hery kinetika izay mahatonga ny vatana hivoaka avy amin’ny “tsofina” gravitationnel. Mametraka ny angovo kinetika ho mitovy amin’ny angovo ilaina hahatratra ny tsy misy farany:
½ v² = μ / r ⇒ v_escape = √(2μ / r)
Mitaha amin’ny hafainganan’ny tsipika √(μ/r): ny hafainganan’ny fivoahana dia foana √2 ≈ 1.414 heny ny hafainganam-pandehan’ny tsipika amin’ny halavirana mitovy.
Zavatra roa manan-danja:
- Tsy miankina amin’ny lanjanareo izany. Mila hafainganan’ny iray ihany ny vato sy ny sambon-danitra. (Mila angovo bebe kokoa ilay sambo, mazava ho azy.)
- Miankina amin’ny toerana anombohanao izany. Raha miala lavitra ianao, dia lehibe kokoa ny r ary mora kokoa ny fitsoahana. Ny haavon’ilay tanàna amin’ny haavon-dranomasina dia 43 metatra.
Ny halavirana mankany amin’ny tanàn-dehibem-paritany amin’ny andro fahavaratra dia 112 km. Miakatra tsy mitsahatra izy ireo raha mbola mitohy ny fitohanan’ny motera. Ny hafainganam-pandehan’ny fivoahana dia ny hafainganam-pandeha ilaina amin’ny zavatra tsy misy herinaratra, toy ny bala.
Mpanatanteraka
In terms of specific orbital energy ε = v²/2 − μ/r, escape means ε ≥ 0. At exactly ε = 0 the path is a parabola and the speed tends to zero at infinity. Raha haingana kokoa noho izany, dia hyperbola ny làlana ary mitazona hafainganam-pandeha tsy ampy any lavitra ilay zavatra, ny hafainganan’ny hyperbola v∞:
v² = v∞² + v_escape², C₃ = v∞²
Mission planners quote launch energy as C₃ (km²/s²). Ny velarantanin’ilay tanàna dia 2.9 kilometatra toradroa, ary ny velarantanin’ny kaominina dia 8,7 kilometatra toradroa.
Ity fifandraisana ity dia manafina ny iray amin’ireo voka-dratsin’ny fiaramanidina any an-danitra, Effet Oberth: ny dorana natao tao anaty lavaka, izay efa mandeha haingana ianao, dia mividy v∞ bebe kokoa noho ilay dorana mitovy natao tany lavitra. From a 200 km parking orbit around Earth (circular speed 7.78 km/s, escape speed 11.0 km/s), reaching v∞ = 2.9 km/s needs only about 3.6 km/s of engine burn, not 3.2 + 2.9 = 6.1 km/s. Ny Delta-v Map dia mampiasa izany ho an’ny fivoahana rehetra avy amin’ny orbita ambany.
Andramo
Ao amin'ny volana, alefa amin'ny hafainganam-pandeha ambany kely noho ny hafainganana fivoahana hita eo amin'ny famakiana, avy eo ambony kely. Ampitahao ireo làlana roa ireo. Ary avy eo andramo izany ihany koa eo amin'ny Tany sy ny Marsa.
Tsara. Ny fanamby no toerana ahazoana mianatra.
Fanontaniana fohy
3 fanontaniana fohy. Misafidiana valiny iray mba hahitana raha marina ny valintenyo.
-
Ny hafainganam-pandehan'ny tany miala amin'ny tany dia manodidina ny:
- A 7.9 km/s
- B 11.2 km/s
- C 29.8 km/s
- D 617 km/s
Asehoy ny valinteny
B. 11.2 km/s
-
Ny hafainganam-pandehan'ny fivoahana dia in-jato amin'ny hafainganam-pandehan'ny orbita mivezivezy amin'ny halavirana mitovy?
- A 2
- B √2 (eo amin'ny 1.41)
- C 1/2
- D π
Asehoy ny valinteny
B. √2 (eo amin'ny 1.41)
-
Miankina amin'ny haben'ilay zavatra alefa ve ny hafainganan'ny fivoahana?
- A Eny, mila bebe kokoa ny zavatra mavesatra
- B Eny, mila bebe kokoa ny zavatra maivana
- C Tsia, ny haben'ny planeta sy ny halavirana voalohany ihany
- D Ao anaty rivotra fotsiny
Asehoy ny valinteny
C. Tsia, ny haben'ny planeta sy ny halavirana voalohany ihany
_Andalana farany:
- Nilalao tamin'ny interaction
- Vakio ny lesona
- Nahavita ny fanamby
- Nandray ny fanadinana
Mariho fa vita ilay lesona raha te handraiketana azy amin'ny fivoaranao amin'ity periferika ity.
Vita ny lesona. Tsara!
Avy eo Nahoana ny orbita no fianjeranaTeny anatin'ity lesona ity
Loharano
- 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
Ity lesona ity dia nahazoana alalana CC BY-SA 4.0.