Некоторые языки на этом сайте могут быть машинно переведены и могут содержать ошибки. Помогите улучшить его Оригинал на английском языке
Пушка Ньютона
  1. Обучение
  2. Интерактивные инструменты

Пушка Ньютона

Огонь пушечный снаряд быстрее и быстрее с вершины горы, пока он орбита, а затем убегает.

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

Пушка Ньютона

Что это? Исаак Ньютон представил пушку на горе, которая была бы такой высокой, что она поднималась из воздуха. Выстрелить в шар медленно, и он опять упадет вниз. Выстрелить достаточно быстро, и земля под ним искривится так же быстро, как он падает, так что он никогда не приземляется. Это орбита.

Как использовать: Установите скорость запуска с помощью ползунок или кнопку скорости, а затем нажмите кнопку огня. Ранее снимки остаются на экране, чтобы вы могли их сравнить.

Скорость запуска
Скорость круговой орбиты
Скорость побега здесь

Как быстро?

  • Ваш выстрел
  • Реактивный пассажирский самолет, около 900 км/ч (0,25 км/с)
  • Винтовочный патрон, около 1 км/с
  • Скорость орбиты
  • Скорость утечки

Гора нарисована гораздо выше, чем любая реальная, так что вы можете ее увидеть. Сопротивление воздуха игнорируется.

Попробуйте это
  1. Нажмите "Реактивный самолет" и огонь, затем "Рыбка пуля" и огонь.Примечание: Оба падают обратно вниз почти сразу. Даже очень быстрые повседневные вещи далеко не достаточно быстро, чтобы орбиту.
  2. Нажмите "Скорость орбиты" и стреляйте.Примечание: Мяч проходит весь путь вокруг и возвращается к пушке. Он падает все время, но он продолжает не достигать земли. Вот как Международная космическая станция остается вверху.
  3. Огонь немного медленнее, чем скорость орбиты, а затем немного быстрее.Примечание: Медленнее: он изгибается вниз и приземляется на части пути вокруг. Быстрее: круг растягивается в длинный овал, который качает далеко и возвращается.
  4. Нажмите "Скорость побега" и стреляйте, затем переключите планету на Луну.Примечание: На скорости ухода шар уходит и никогда не возвращается. На Луне, с ее более слабой гравитацией, орбитальная скорость составляет всего около 1,6 км/с.
Слова, которые нужно знать
Идеи, лежащие в основе

Почему шар не падает?

Поверхность Земли искривляется вниз примерно на 5 метров за каждые 8 километров, и все, что падает, падает примерно на 5 метров в первую секунду. Таким образом, мяч, движущийся в стороны со скоростью около 8 километров в секунду, падает на 5 метров каждую секунду, а земля отступает на 5 метров. Он никогда не приближается к земле.

Почему такая высокая гора?

На Земле гора здесь около 510 км в высоту (8% радиуса Земли), выше, чем Международная космическая станция летит (около 400 км), так что шар начинает почти над всем воздухом. Вниз в воздухе, сопротивление замедлило бы и нагреть мяч задолго до того, как он достиг скорости орбиты. Вот почему настоящие ракеты поднимаются из воздуха сначала, а затем ускоряется вбок.

Источники: массы и размеры планет из NASA/JPL (bodies.json); траектории - это точные орбиты двух тел. Скорости в повседневной жизни - типичные круглые цифры: реактивные пассажирские самолеты летают со скоростью около 900 км/ч, а пули покидают ствол примерно на 0,7-1,2 км/с, около 1 км/с для быстрого выстрела.

Таблица данных (альтернативный текст)

Медленнее круговой скорости: она падает назад. Между круговой и скоростью ухода: она орбитирует. На или выше скорости ухода: она уходит навсегда.

Скорости, необходимые на вершине горы
ПланетаСкорость круговой орбитыСкорость побега здесь
Земля7,61 км/c10,8 км/c
Луна1,62 км/c2,29 км/c
Марс3,42 км/c4,84 км/c

Инструменты и уроки используют упрощенные модели только для обучения. Они не должны использоваться для навигации, планирования миссий или любого оперативного решения. Сертификаты бесплатны и не аккредитованы. Прочитайте оговорку об образовательном контенте