I nærheten av Newton's Cannon
Skyt en kanonkule raskere og raskere fra en fjelltopp til den går i bane, deretter unnslipper.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
I nærheten av Newton's Cannon
Hva er dette? Isaac Newton forestilte seg en kanon på et fjell så høyt at den stikker opp av lufta. Skyt ballen sakte og den faller ned igjen. Skyt den raskt nok og bakken under den bøyer seg bort like fort som den faller, slik at den aldri lander. Det er en bane.
Hvordan bruke den: Angi oppskytningshastighet med glidebryteren eller en hastighetsknapp, og trykk deretter på Tidligere bilder forblir på skjermen slik at du kan sammenligne dem.
Hvor fort er det?
- Ditt skudd
- Jetfly, ca. 900 km/t (0,25 km/s)
- Riflekule, ca. 1 km/s
- Banehastighet
- Escape- hastighet
Fjellet er tegnet langt høyere enn noen virkelige, slik at du kan se det.Luftmotstanden blir ignorert.
Prøv dette
- Trykk "Jet fly" og brann, deretter "Rifle bullet" og brann.Merknad: Selv svært raske hverdagsting er langt fra raske nok til å gå i bane rundt jorden.
- Trykk "Orbit hastighet" og brann.Merknad: Ballen går hele veien rundt og kommer tilbake til kanonen. Den faller hele tiden, men den holder seg ikke på bakken.Dette er hvordan den internasjonale romstasjonen holder seg oppe.
- Skyt litt saktere enn banehastighet, så litt raskere.Merknad: Saktere: den svinger ned og lander en del av veien rundt, raskere: sirkelen strekker seg ut i en lang oval som svinger langt ut og kommer tilbake.
- Trykk "Escape hastighet" og brann, deretter bytte planeten til månen.Merknad: På månen, med dens svakere tyngdekraft, er banehastigheten bare ca. 1,6 km/s, og ballen beveger seg i en bane som er omtrent like lang som banen til jorden.
Ideene bak det
Hvorfor faller ikke ballen ned?
Det faller, hele tiden. Jordens overflate bøyer seg nedover med omtrent 5 meter for hver 8 kilometer du reiser, og alt som slippes faller omtrent 5 meter i det første sekundet. Så en ball som beveger seg sidelengs med omtrent 8 kilometer per sekund faller 5 meter hvert sekund mens bakken faller bort med 5 meter.
Hvorfor et så høyt fjell?
På jorden er fjellet her omtrent 510 km høyt (8% av jordens radius), høyere enn den internasjonale romstasjonen flyr (om lag 400 km), så ballen starter over nesten all luft.Nede i luften ville motstanden bremse og varme opp ballen lenge før den nådde banehastighet, det er derfor ekte raketter først stiger ut av luften og deretter akselererer sidelengs.
Kilder: planetmasser og størrelser fra NASA/JPL (bodies.json); baner er eksakte to-legemebaner. Hverdagslige hastigheter er typiske runde tall: jetfly krysser med omtrent 900 km/t, og riflekuler forlater fatet med omtrent 0,7 til 1,2 km/s, omtrent 1 km/s for en rask en.
Jordens gravitasjon trekker alt mot sitt sentrum, og det er derfor ting faller.
Mer i ordlisten →Banen til noe som fortsetter å falle rundt en planet eller stjerne uten noen gang å treffe den, fordi den beveger seg sidelengs raskt nok.
Mer i ordlisten →Hastigheten du må gå sidelengs for å gå rundt en planet i en gitt høyde uten å falle inn eller flykte, rett over jordens luft er ca. 7,8 km/s.
Mer i ordlisten →Hastigheten som trengs for å forlate en planet for godt, uten å falle tilbake, er fra jordoverflaten ca. 11,2 km/s, bortsett fra luften.
Mer i ordlisten →Luften presser mot et objekt i bevegelse og bremser det ned. Dette verktøyet ignorerer dette. En ekte kanonkule som skytes så fort ville bli stoppet og brent opp av luften.
Datatabell (tekstalternativ)
Saktere enn sirkelhastigheten: den faller tilbake. Mellom sirkel- og flukthastighet: den går i bane rundt solen. Ved eller over flukthastighet: den forlater solen for godt.
| Planet | Sirkulær banehastighet her | Flyktehastighet her |
|---|---|---|
| Jorden | 7,61 km/s | 10,8 km/s |
| Månen | 1,62 km/s | 2,29 km/s |
| Mars | 3,42 km/s | 4,84 km/s |
Verktøy og leksjoner bruker forenklede modeller kun til læring, de må ikke brukes til navigasjon, oppdragsplanlegging eller noen operasjonell beslutning. Sertifikater er gratis og ikke akkreditert. Les ansvarsfraskrivelsen for utdanningsinnhold