Alguns idiomas neste site podem ter sido traduzidos automaticamente e podem conter erros. Ajude a melhorá-lo Leia o texto original em inglês
Canhão de Newton
  1. Aprender
  2. Ferramentas interativas

Canhão de Newton

Dispare uma bola de canhão cada vez mais rápido do topo de uma montanha até que ela orbite e, em seguida, escape.

ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)

Canhão de Newton

O que é isto? Isaac Newton imaginou um canhão em uma montanha tão alta que ele se levanta do ar. Dispare a bola lentamente e ela cai de volta para baixo. Dispare-a rápido o suficiente e o chão se curva para longe sob ela tão rápido quanto ela cai, então ela nunca pousa.

Como usá-lo: Ajuste a velocidade de lançamento com o controle deslizante ou um botão de velocidade, em seguida, pressione Disparar.Tiras anteriores permanecem na tela para que você possa compará-los.

Velocidade de lançamento
Velocidade da órbita circular aqui
Escape velocidade aqui

Quão rápido é isso?

  • O seu tiro
  • Avião a jato, cerca de 900 km/h (0.25 km/s)
  • Bala de rifle, cerca de 1 km/s
  • Velocidade de órbita
  • Velocidade de escape

A montanha é desenhada muito mais alta do que qualquer outra montanha real, para que você possa vê-la.

Experimente isto.
  1. Pressione "Jet airliner" e dispare, depois "Rifle bullet" e dispare.Aviso: Mesmo coisas muito rápidas do dia-a-dia não são nem de longe suficientemente rápidas para orbitar.
  2. Pressione "velocidade de órbita" e disparar.Aviso: A bola vai todo o caminho e volta para o canhão. Ela está caindo o tempo todo, mas continua a falhar o chão.É assim que a Estação Espacial Internacional permanece em pé.
  3. Dispara um pouco mais devagar do que a velocidade orbital, depois um pouco mais rápido.Aviso: Mais lento: o círculo se curva para baixo e pousa em parte do caminho ao redor.Mais rápido: o círculo se estende em um longo oval que balança muito longe e volta.
  4. Pressione "Escape speed" e dispare, depois mude o planeta para a Lua.Aviso: Na velocidade de fuga a bola sai e nunca mais volta. Na Lua, com sua gravidade mais fraca, a velocidade orbital é de apenas cerca de 1.6 km/s.
Palavras para saber
As ideias por trás disso

Por que a bola orbitante não cai?

A superfície da Terra curva-se para baixo cerca de 5 metros a cada 8 quilómetros que percorremos, e qualquer coisa que cai cai cerca de 5 metros no seu primeiro segundo. Assim, uma bola que se move lateralmente a cerca de 8 quilómetros por segundo cai 5 metros a cada segundo enquanto o chão se afasta em 5 metros.

Por que uma montanha tão alta?

Na Terra, a montanha aqui tem cerca de 510 km de altura (8% do raio da Terra), mais alta que a Estação Espacial Internacional voa (cerca de 400 km), então a bola começa acima de quase todo o ar. No ar, o arrasto desacelera e aquece a bola muito antes de atingir velocidade orbital.

Fontes: massas e tamanhos dos planetas do NASA/JPL (bodies.json); trajetórias são órbitas exatas de dois corpos. Velocidades diárias são números redondos típicos: aviões a jato cruzam a cerca de 900 km/h, e balas de rifle saem do cano em aproximadamente 0,7 a 1,2 km/s, cerca de 1 km/s para uma rápida.

Tabela de dados (texto alternativo)

Mais lenta do que a velocidade circular: cai para trás. Entre a velocidade circular e a velocidade de fuga: orbita.

Velocidades necessárias no topo da montanha
PlanetaVelocidade da órbita circular aquiEscape velocidade aqui
Terra7,61 km/s10,8 km/s
Lua1,62 km/s2,29 km/s
Marte3,42 km/s4,84 km/s

As ferramentas e lições utilizam modelos simplificados apenas para aprendizagem, não devendo ser utilizados para navegação, planejamento de missões ou qualquer decisão operacional. Os certificados são gratuitos e não credenciados. Leia o aviso de conteúdo educacional