यो साइट मा केही भाषाहरू मेशिन-अनुवाद हुन सक्छ र त्रुटि समावेश गर्न सक्नुहुन्छ। यसलाई सुधार गर्न मद्दत गर्नुहोस् अङ्ग्रेजी मूल पढ्नुहोस्
छिचोल्ने गति
  1. सिक्नुहोस्
  2. नेभिगेटर
नेभिगेटर · मोड्युल 5

छिचोल्ने गति

कसरी छिटो तपाईं राम्रो लागि संसार छोड्न जान आवश्यक छ? र किन रॉकेट वास्तवमा सतह मा यो पुग्न आवश्यक छैन.

12 मिनेट

NASA/JPL/Space Science Institute

यो पाठ एक Local Solar System फाउन्डेसन टोली सदस्य द्वारा ड्राफ्ट गरिएको थियो र योग्य समीक्षाकर्ता द्वारा सुधार गर्न सकिन्छ। तपाईँ यो विषयवस्तुमा योग्य हुनुहुन्छ? सम्पादन सुझाव दिनुहोस्

न्यूटनको क्यानन

पूरा पृष्ठ खोल्नुहोस्

यो के हो? आइज्याक न्यूटनले यति अग्लो पहाडमा क्यानन कल्पना गरे कि यो हावाबाट बाहिर निस्कन्छ । बललाई ढिलो फायर गर्नुहोस् र यो तल फर्केर खस्दछ । यसलाई छिटो फायर गर्नुहोस् र यसले झर्ने जस्तै छिटो यस मुनि जमीनको वक्रहरू टाढा हुन्छ, त्यसैले यो कहिल्यै पनि नष्ट हुँदैन । त्यो एक कक्षा हो ।

यसलाई कसरी प्रयोग गर्ने: स्लाइडर वा गति बटनसँग सुरुआत गति सेट गर्नुहोस्, त्यसपछि फायर थिच्नुहोस् । पहिलेका शटहरू पर्दामा रहन्छन् ताकि तपाईँले तिनीहरूलाई तुलना गर्न सक्नुहुन्छ ।

सुरुआत गति
यहाँ वृत्ताकार कक्षा गति
यहाँ छिचोल्ने गति

यो कति छिटो हुन्छ?

  • तपाईँको शट
  • जेट एयरलाइनर, लगभग 900 km/h (0.25 km/s)
  • राइफल बुलेट, लगभग 1 किमी/सेकेन्ड
  • कक्ष गति
  • छिटो

पहाड कुनै पनि वास्तविक भन्दा धेरै अग्लो रेखाङ्कित गरिएको छ ताकि तपाईँले यसलाई हेर्न सक्नुहुन्छ । हावा प्रतिरोध उपेक्षा गरिन्छ ।

यो प्रयास गर्नुहोस्
  1. यसमा "अग्नि" र "आगो" शब्दहरूको प्रयोग गरिएको छ।सूचना: दुवै एकै पटकमा लगभग तल फर्कनुहोस्। धेरै छिटो दैनिक कुराहरू पनि कक्ष पुग्न पर्याप्त छिटो छैनन्।
  2. "कक्षमा गति" थिच्नुहोस् र फायर गर्नुहोस् ।सूचना: बल सबै राउन्ड जान्छ र क्यानन फर्किन्छ । यो पूरा समयमा खसिरहेको छ, तर यसले जमीन गुमाउँदै राख्दछ । यो अन्तरराष्ट्रिय स्पेस स्टेशन कसरी बस्छ भन्ने हो ।
  3. कक्ष गति भन्दा सानो ढिलो फायर गर्नुहोस्, त्यसपछि सानो छिटोसूचना: ढिलो: यो तल वक्र र बाटो राउन्ड भाग भूमि. छिटो: वृत्त लामो अण्डाकारमा फैलिन्छ कि टाढा बाहिर स्विंग र फर्कन्छ.
  4. "Escape speed" थिच्नुहोस् र फायर गर्नुहोस्, त्यसपछि ग्रह चन्द्रमामा स्विच गर्नुहोस् ।सूचना: भाग्ने गतिमा बल छोड्छ र कहिल्यै फर्कदैन। चन्द्रमामा, यसको कमजोर गुरुत्वाकर्षणको साथ, कक्षा गति केवल 1.6 किमी / सेकेन्डको बारेमा हो।
थाहा पाउन शब्दहरू
यसको पछाडिका विचारहरू

कक्षीय बल तल किन पर्दैन?

यो गिर्छ, सबै समय. पृथ्वीको सतह तल तिर लगभग5मीटर द्वारा प्रत्येक 8 किलोमिटर यात्रा लागि वक्र छ, र केही छोडिएको आफ्नो पहिलो सेकेन्ड मा लगभग5मीटर गिर्दछ. त्यसैले एक बल sideways मा लगभग8किलोमिटरको प्रति सेकेण्ड हरियो5मीटर हरेक सेकेन्ड गिर्छ जबकि जमीन5मीटर द्वारा टाढा गिर्छ. यो कहिल्यै पनि कुनै नजिकै जमीन प्राप्त गर्दछ।

किन यस्तो भयो ?

पृथ्वीमा यहाँ पहाड लगभग 510 किमी उच्च छ (पृथ्वीको त्रिज्याको 8%), अन्तर्राष्ट्रिय स्पेस स्टेशन उड्छ भन्दा उच्च (400 किमी), त्यसैले बल लगभग सबै हावा माथि सुरु हुन्छ. हावा मा तल, ड्रग यो कक्षा गति पुग्नु अघि लामो समयसम्म बललाई ढिलो र गर्मी हुनेछ। त्यो हो किन वास्तविक रॉकेटहरू पहिले हावा बाहिर चढ्छन् र त्यसपछि sideways मा गति बढाउँछन्।

स्रोत: NASA/JPL बाट ग्रहको द्रव्यमान र आकार (bodies.json); बाटोहरू सटीक दुई-शरीर कक्षाहरू हुन्। हरेक दिन गतिहरू सामान्य गोलाकार आकृतिहरू हुन्: जेट एयरलाइन्सहरू लगभग 900 km / h मा क्रूज गर्दछन्, र राइफल बुलेटहरूले लगभग 0.7 देखि 1.2 km / s मा ब्यारेल छोड्दछन्, छिटो एकका लागि लगभग 1 km / s।

डेटा तालिका (पाठ विकल्प)

वृत्ताकार गति भन्दा ढिलो: यो पछाडि झर्दछ । वृत्ताकार र भाग्ने गति बीचमा: यसले कक्षा गर्दछ । भाग्ने गतिमा वा माथि: यसले राम्रोसँग छोड्छ ।

पहाडको माथि आवश्यक गति
ग्रहयहाँ वृत्ताकार कक्षा गतियहाँ छिचोल्ने गति
पृथ्वी७.६१कि.मि./सेकेन्ड१०.८कि.मि./सेकेन्ड
चन्द्रमा१.६२कि.मि./सेकेन्ड२.२९कि.मि./सेकेन्ड
मंगलग्रह३.४२कि.मि./सेकेन्ड४.८४कि.मि./सेकेन्ड

यो एक प्रकारको खेल हो र यसमा गोल गर्ने गरिन्छ । यो धेरै कठिन छ र यसले कहिल्यै गर्दैन। पृथ्वीमा, त्यो गति 11.2 किलोमिटर प्रति सेकेन्ड छ, र यो पुग्न किन रॉकेटहरू धेरै ठूलो छ।

यो मन्दिरमा रातको समयमा पनि दीप प्रज्वलन गरिन्छ ।
Artemis I lifts off from Kennedy Space Center, 16 November 2022. Credit: NASA/Bill Ingalls

यो एक प्रकारको यन्त्र हो, जसले कुनै पनि वस्तुलाई घुमाउन सक्दैन ।

हेर्नुहोस्

माथितिर बल फाल्नुहोस् र यो तल फर्किन्छ । यो त्यतिबेला हुन्छ जब कुनै वस्तुको गति अत्यन्तै कम हुन्छ। त्यहाँ एक गति छ त यो कहिल्यै फर्केर आउँछ कि?

हो यो escape speed (वा escape velocity) भनिन्छ । कम्तिमा पनि त्यो छिटो जानुहोस्, केहीसँग तपाईंलाई धीमा पार्ने र गुरुत्वाकर्षणले तपाईँलाई पछाडि फर्काउन सक्दैन।

विश्वसतहबाट भाग्ने गति
चन्द्रमा2.4 किलोमिटर/सेकेन्ड
मार्च5.0 किलोमिटर/सेकेन्ड
पृथ्वी11.2 किलोमिटर/सेकेन्ड
बृहस्पति59.5 किलोमिटर/सेकेन्ड
सूर्य617.6 किलोमिटर/सेकेन्ड

पृथ्वीको सतहबाट चन्द्रमाको दूरी पृथ्वीको दूरीको एक चौथाई भन्दा कम छ। यो एक कारण हो कि चन्द्रमाबाट अन्तरिक्षमा चीजहरू सुरु गर्न उपयोगी स्थान हुन सक्छ।

क्यानन उपकरणमा, चन्द्रमा लोड गरिएको छ । पढाइमा देखाइएको छिचोल्ने गति भन्दा तल र माथिको गति प्रयास गर्नुहोस् ।

बुझ्नुहोस्

यसले शरीरको तापक्रमलाई नियन्त्रण गर्न र शरीरमा भएको पानीलाई बाहिर निकाल्न मद्दत गर्दछ। अनन्तमा पुग्न आवश्यक ऊर्जाको गतिशील उर्जा बराबर सेटिङ:

½ v² = μ / r  ⇒  v_escape = √(2μ / r)

वृत्ताकार गति √ (μ / r) संग तुलना गर्नुहोस्: भाग्ने गति सधैं छ √2 ≈ 1.414 पटक उही दूरीमा वृत्ताकार गति।

दुई महत्वपूर्ण तथ्यहरू:

  1. यसले तपाईँको द्रव्यमानमा निर्भर गर्दैन । एउटा ढुङ्गा र एउटा अन्तरिक्ष जहाजलाई उस्तै गति आवश्यक पर्दछ । (स्पेसशिप धेरै बढी * ऊर्जा * आवश्यक छ, अवश्य।)
  2. यो तपाईँले सुरु गर्ने ठाउँमा निर्भर गर्दछ। टाढा, r ठूलो छ र भाग्नु सजिलो छ। पृथ्वीको सतहबाट यो तारा लगभग 4.3 प्रकाश वर्ष टाढा छ।

Rockets never actually fire up to 11.2 km/s at the ground. यो पत्रिकाको प्रकाशक तारानाथ भट्टराई हो। छिचोल्ने गति, क्याननबल जस्तै, शक्तिविहिन वस्तुका लागि आवश्यक गति हो ।

मास्टर

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. त्यो भन्दा छिटो, बाटो हाइपरबोला हो र वस्तुले धेरै टाढाको गति छोडेको राख्दछ, हाइपरबोलिक अतिरिक्त गति v∞:

v² = v∞² + v_escape²,   C₃ = v∞²

यसका लागि आवश्यक ऊर्जालाई वायुमण्डलीय उर्जा (Atmospheric energy) भनिन्छ । For a Mars transfer, v∞ at departure is about 2.9 km/s, so C₃ ≈ 8.7 km²/s².

यो सम्बन्धले अन्तरिक्ष यात्रामा सबैभन्दा उपयोगी प्रभावहरू मध्ये एक लुकाउँछ, ओबेर्थ प्रभाव: गुरुत्वाकर्षणको गहिरो कुनामा गरिएको बर्न, जहाँ तपाईँ पहिले नै छिटो चल्दै हुनुहुन्छ, उही बर्न भन्दा धेरै v∞ किन्न सक्नुहुन्छ । पृथ्वीको वरिपरि 200 किमी पार्किंग कक्षा (चक्रीय गति 7.78 किमी / से, भाग्ने गति 11.0 किमी / से), v∞ = 2.9 किमी / से मा पुग्न केवल 3.6 किमी / से इन्जिन बर्न को आवश्यकता छ, 3.2 + 2.9 = 6.1 किमी / से होइन। The Delta-v Map uses this for every departure from low Earth orbit.

यसलाई प्रयास गर्नुहोस्

चन्द्रमामा, पढाइमा देखाइएको भाग्ने गति भन्दा तलको गतिमा फायर गर्नुहोस्, त्यसपछि माथि मात्र । दुई बाटोहरू तुलना गर्नुहोस् । त्यसपछि पृथ्वी र मंगलमा उस्तै प्रयास गर्नुहोस् ।

छिटो प्रश्न

3 छिटो प्रश्नहरू । तपाईँ सही हुनुहुन्छ भने हेर्न जवाफ रोज्नुहोस् ।

  1. सतहबाट पृथ्वीको भाग्ने गति यसका बारेमा छ:

    1. A 7.9 किलोमिटर/सेकेन्ड
    2. B 11.2 किलोमिटर/सेकेन्ड
    3. C 29.8 किलोमिटर/सेकेन्ड
    4. D 617 किलोमिटर/सेकेन्ड
    उत्तर देखाउनुहोस्

    B. 11.2 किलोमिटर/सेकेन्ड

  2. उही दूरीमा वृत्ताकार कक्षा गतिको कति पटक भाग्ने गति छ?

    1. A 2
    2. B √2 (1.41 को बारेमा)
    3. C 1/2
    4. D π
    उत्तर देखाउनुहोस्

    B. √2 (1.41 को बारेमा)

  3. के सुरुआत गरिएको वस्तुको द्रव्यमानमा छिचोल्ने गति निर्भर हुन्छ?

    1. A हो, भारी वस्तुहरूलाई बढी आवश्यक पर्दछ
    2. B हो, हल्का वस्तुहरूलाई बढी आवश्यक पर्दछ
    3. C होइन, ग्रहको द्रव्यमान र सुरुआत दूरीमा मात्र
    4. D वातावरणमा मात्र
    उत्तर देखाउनुहोस्

    C. होइन, ग्रहको द्रव्यमान र सुरुआत दूरीमा मात्र

समाप्त रेखा

  • अन्तरक्रियात्मकसँग खेलिएको
  • पाठ पढ्नुहोस्
  • चुनौती पूरा भयो
  • प्रश्नावली लिनुभयो

यो यन्त्रमा तपाईँको प्रगतिमा बचत गर्न पाठ पूरा भएको चिनो लगाउनुहोस् ।

यो पाठमा शब्दहरू

स्रोत

यो पाठ CC BY-SA 4.0 लाइसेन्स गरिएको छ ।

उपकरण र पाठहरू मात्र सिक्ने लागि सरलीकृत मोडेल प्रयोग गर्नुहोस्। तिनीहरूले नेभिगेसनको लागि प्रयोग गरिनु हुँदैन, मिशन योजना वा कुनै पनि सञ्चालन निर्णय। प्रमाणपत्रहरू निःशुल्क र गैर-अधिकृत छन्। शैक्षिक सामग्रीको खण्डन पढ्नुहोस्