دا درس د Local Solar System بنسټ ټیم غړی لخوا لیکل شوی و او کیدای شي د یو وړ کتنه کونکي لخوا ښه شي. تاسو په دې موضوع کې وړتيا لرئ؟ د سمون وړاندیز وکړئ
د نيوټن توپ
ټول مخ پرانيستلدا څه دي؟ اسحاق نيوتن د يوې داسې لوړې غره په سر کې يوه ټوټه وليدله چې له هوا څخه بهر راووته. توپ يې په ورو ورو وواژه او بيا يې ښکته کړ. توپ يې په ډېره چټکۍ سره وواژه او ځمکه يې تر شا دومره چټکه منحني شوه لکه څنګه چې دا رالوېدلې وه، نو ځکه دا هېڅکله هم نه راولوېږي. دا مدار دی.
څنګه کارول: د پيل سرعت د سلېډر يا د چټکتيا تڼۍ سره وټاکئ، بيا اور ته فشار ورکړئ. مخکنۍ انځورونه پر پرده پاتې شي نو تاسو کولی شئ دوی پرتله کړئ.
څومره چټک دی چې؟
- ستاسو ډزې
- د جټ الوتکې، په اړه 900 کیلومتره / h (0.25 کیلومتره / s)
- د راکټي ګولۍ، شاوخوا 1 کیلومتره / s
- مداري چټکتيا
- د وتلو چټکتيا
د هرې ښې څنډې څخه لوړ ټاکل شوی چې تاسو يې وګورئ. د هوا مقاومت نه دی پام کې نيول شوی.
دا هڅه کول
- د "Jet airliner" او اور، بیا "Rifle bullet" او اور فشار.:خبرتياوې دواړه بیرته راښکته کیږي نږدې په یو وخت کې. حتی خورا ګړندي ورځني شیانو ته نږدې هیڅکله د مدار لپاره کافي ګړندی نه دی.
- د "د مدار سرعت" او اور ووهئ.:خبرتياوې توپ ټوله لاره ګرځي او د کانونو ته راستون کیږي. دا ټول وخت راټیټیږي، مګر دا ځمکه له لاسه ورکوي. دا څنګه دی چې نړیوال فضا ایستگاه پاتې کیږي.
- د مدار له چټکتيا څخه يو څه ورو، بيا يو څه چټکه چاودنه وکړه.:خبرتياوې ورو: دا ښکته کوي او د لارې یوه برخه ځمکې. چټک: دایره په اوږده بیضوي کې غزیږي چې لرې بهر راځي او بیرته راځي.
- "د تېښتې سرعت" او اور ووهﺉ، بيا سپوږمۍ سپوږمۍ ته بدله کړئ.:خبرتياوې د وتلو په سرعت کې توپ ځي او هیڅکله بیرته نه راځي. په سپوږمۍ کې، د هغې کمزوري جاذبې سره، مدار سرعت یوازې د 1.6 کیلومتره / ثانیه په اړه دی.
د دې تر شا نظرونه
ولې مداري توپ رالويږي نه؟
د ځمکې سطحه هر 8 کيلومتره سفر لپاره د 5 مترو په اندازه ښکته راښکته کیږي، او هرڅه چې راټیټ شي په لومړي ثانیه کې د 5 مترو په اندازه راټیټیږي. نو یو توپ چې په ثانیه کې شاوخوا 8 کيلومټره حرکت کوي په هر ثانیه کې 5 متره راټیټیږي پداسې حال کې چې ځمکه د 5 مترو په واسطه لرې کیږي. دا هیڅکله ځمکې ته نږدې نه راځي.
ولې داسې لوړ غر؟
په ځمکه کې د دې غره شاوخوا 510 کیلومتره لوړ دی (د ځمکې د شعاع 8٪)، د نړیوال فضايي مرکز څخه پورته (د 400 کیلومترو په اړه)، نو توپ د هوا له ټولو څخه پورته پیل کیږي. په هوا کې ښکته، ډرایګ به د مدار سرعت ته رسیدو دمخه توپ ورو او ګرم کړي. دا ځکه چې ریښتیني راکټونه لومړی د هوا څخه پورته کیږي او بیا په اړخونو کې چټکیږي.
سرچینې: د سیارې ډله او اندازه له NASA / JPL (bodies.json) څخه؛ لارې دقیق دوه بدن مدارونه دي. هره ورځ سرعتونه ځانګړي ګردي ارقام دي: د جټ الوتکو کروز په اړه 900 km / h، او د راکټ ګولۍ په شاوخوا کې 0.7 ته 1.2 km / s، د چټک لپاره د 1 km / s په اړه باربلاک پریږدئ.
د ځمکې جاذبه هرڅه د هغې مرکز ته راوباسي، چې ولې شیانو سقوط کوي.
په ويېپانګه کې نور →د هغه څه لاره چې د سیارې یا ستوري شاوخوا راټیټیږي پرته له دې چې هیڅکله یې ونه نیسي، ځکه چې دا په اړخ کې په چټکۍ سره حرکت کوي.
په ويېپانګه کې نور →د سرعت چې تاسو باید په یوه ورکړل شوي لوړوالي کې د سیارې په شاوخوا کې د یوې سیارې په لور لاړ شئ پرته له دې چې په کې راولویږي یا وځي. یوازې د ځمکې هوا څخه پورته دا د 7.8 کیلومتره / ثانیه دی.
په ويېپانګه کې نور →د سیارې د ښه لپاره د پریښودو سرعت ته اړتیا لري، هیڅکله بیرته نه راځي. د ځمکې له سطحې څخه دا شاوخوا 11.2 کیلومتره / ثانیه ده، هوا په پام کې نیولو پرته.
په ويېپانګه کې نور →هوا د خوځنده شي پر وړاندې راوګرځي او دا يې ځنډوي. دا توکي دا نه مني؛ يو رښتيني ټوپک چې په دې چټکۍ سره وغورځول شي، د هوا له خوا به بند او سوځول کيږي.
اومتوک لښتيال (د ليکنې بديل)
د دایروي سرعت څخه ورو: دا بېرته راځي. د دایروي او د وتلو سرعت تر منځ: دا مدارونه لري. په یا پورته د وتلو سرعت: دا ښه پرېږدي.
| سیارې | د پړاو مدار چټکتيا دلته | د وتو چټکتيا دلته |
|---|---|---|
| ځمکه | ۷٫۶۱ km/s | ۱۰٫۸ km/s |
| سپوږمۍ | ۱٫۶۲ km/s | ۲٫۲۹ km/s |
| مريخ | ۳٫۴۲ km/s | ۴٫۸۴ km/s |
توپ پورته وغورځوئ او دا بېرته راځي. دا سخته واچوئ او دا هیڅکله نه کوي. په ځمکه کې، دا سرعت په هر ثانیه کې 11.2 کیلومتره دی، او د دې ترلاسه کول هغه څه دي چې راکټونه یې خورا لوی کوي.

په کافي اندازه چټک، او د غورځول شوي شي هیڅکله نه راځي.
کتل
توپ پورته وغورځوئ او دا بيا ښکته راځي. دا چټکه وغورځوئ، دا د بیرته رالوېدو څخه مخکې لوړیږي. ایا دومره چټک سرعت شتون لري چې دا هیڅکله بیرته نه راځي؟
هو دا د escape سرعت (یا escape velocity) په نوم یادیږي. لږ تر لږه چې چټک، سره څه تاسو ورو کوي، او جاذبې کولای شي تاسو بېرته هیڅکله واړوي.
| نړۍ | د سطحې نه د وتلو چټکتيا |
|---|---|
| سپوږمۍ | 2.4 km/s |
| مريخ | 5.0 km/s |
| ځمکه | 11.2 km/s |
| مشتري | 59.5 km/s |
| د وږي | 617.6 km/s |
د سپوږمۍ د وتلو سرعت د ځمکې له څلورمې برخې څخه کم دی. دا یو دلیل دی چې ولې سپوږمۍ ممکن د فضا ته د شیانو لیږلو لپاره ګټور ځای وي.
په ټوپک توکي کې، سپوږمۍ لېښل شوې ده. .د لوستنې کې د ښکاره شوي وتلو سرعت څخه ښکته او پورته چټکتياوې هڅه وکړئ
پوهېدل
د بدن حرکتي انرژي هغه وخت ډیریږي چې د جاذبې “څا” څخه په بشپړ ډول پورته شي. د لامحدود ته رسېدو لپاره اړينې انرژۍ سره د حرکتي انرژۍ برابرول:
½ v² = μ / r ⇒ v_escape = √(2μ / r)
د دایروي سرعت سره پرتله کړئ √ (μ / r): د وتلو سرعت تل √2 ≈ 1.414 ځله په ورته فاصله کې د دایرې سرعت دی.
دوه مهم حقایق:
- دا ستاسو په کتله پورې اړه نه لري. يو ډبرې او يوه فضايي بېړۍ ته همغږي سرعت اړين دی. (د فضايي کشتۍ ډیره زیاته * انرژي * ته اړتیا لري، البته.)
- دا په دې پورې اړه لري چې تاسو چیرته پیل کوئ. لرې، r لوی دی او وتلو اسانه ده. د ځمکې د ثابت مدار له لوړوالي څخه، د ځمکې د وتلو سرعت یوازې شاوخوا 4.3 کیلومتره / ثانیه دی.
راکټونه په حقیقت کې هیڅکله د ځمکې په لور 11.2 کیلومتره / ثانیه ته نه ځي. دوی په ثابت ډول پورته کیږي پداسې حال کې چې د دوی انجنونه فشار ورکوي. د تښتېدو سرعت هغه سرعت دی چې د بې قدرته شیانو لپاره اړین وي، لکه د کانن بال.
پالنګر
د ځانګړي مداري انرژۍ ε = v²/2 − μ/r له مخې، د وتلو معنی ε ≥ 0 ده. په دقیق ډول ε = 0 کې، لاره یوه پارابوله ده او سرعت په لامحدود کې صفر ته رسیږي. د دې څخه چټک، لاره یو hyperbola ده او شی د پاتې سرعت لرې ساتي، د hyperbolic اضافي سرعت v∞:
v² = v∞² + v_escape²، C₃ = v∞²
د ماموریت پلان کونکي د C₃ (km² / s²) په توګه د پیل انرژي یادونه کوي. د مریخ لیږد لپاره، په ستنیدو کې v∞ شاوخوا 2.9 کیلومتره / ثانیه دی، نو C₃ ≈ 8.7 کیلومتر مربع / ثانیه مربع.
دا اړیکه په فضايي الوتنې د تر ټولو ګټورو اغیزو یو پټوي، د اغېز: د يوې جاذبې په ښه توګه ژوره سوځول، چېرته چې تاسو له مخکې څخه چټک حرکت کوئ، د همدې سوځولو څخه ډیر v∞ اخلي. د ځمکې شاوخوا 200 کیلومتره پارکینګ مدار څخه (د دایروي سرعت 7.78 کیلومتره / ثانیه، د وتلو سرعت 11.0 کیلومتره / ثانیه)، v∞ ته رسیدل = 2.9 کیلومتره / ثانیه یوازې د انجن سوځولو لپاره 3.6 کیلومتره / ثانیه اړتیا لري، نه 3.2 + 2.9 = 6.1 کیلومتره / ثانیه. Delta-v نقشه دا د ځمکې له کم مدار څخه د هرې ستنیدو لپاره کاروي.
هڅه کول
په سپوږمۍ کې، د اور اچولو سرعت له هغه څخه لږ وي، بيا يې پورته کړئ. دوه لارې سره پرتله کړئ. بيا په ځمکه او مريخ کې همدغه کار وکړئ.
لوی. ننګونې دي چېرته چې د زده کړې سټیکونه.
چټکه پوښتنه
3 چټک پوښتنې. د ځواب غوره کړئ چې وګورئ که تاسو سم یاست.
-
د ځمکې د مخنیوي سرعت له سطحې څخه شاوخوا دی:
- A 7.9 km/s
- B 11.2 km/s
- C 29.8 km/s
- D 617 km/s
ځواب ښودل
B. 11.2 km/s
-
د تښتېدو سرعت په ورته واټن کې د دایروي مدار سرعت څومره ځله دی؟
- A 2
- B √2 (د 1.41 په اړه)
- C 1/2
- D π
ځواب ښودل
B. √2 (د 1.41 په اړه)
-
ايا د تېښتې سرعت د پېل شوي څيز په کتله پورې اړه لري؟
- A هو، غټ څيزونه زياته اړتيا لري
- B هو ، روښانه څيزونه زيات اړين دي
- C نه، يوازې د سيوري په کتله او د پېلېدو واټن باندې
- D يوازې په فضا کې
ځواب ښودل
C. نه، يوازې د سيوري په کتله او د پېلېدو واټن باندې
پای ليکه
- د تعاملي سره لوبېدلی
- درس ولولئ
- د چالش ترسره کول
- د پوښتنې ځواب
د دې لپاره چې په دې وزله کې يې خپل پرمختګ ته وساتئ، ټوله درسنه نښه کړئ.
زده کړه بشپړه شوه. ښه ترسره شو!
راتلونکی بره ولې یو مدار د سقوط دیپه دې درس کې ويېونه
سرچينې
- 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
دا درس د CC BY-SA 4.0 منښتليک لري.