somo hili liliandaliwa na mwanachama wa timu ya Local Solar System Foundation na linaweza kuboreshwa na mtathmini mwenye sifa. Je, wewe ni qualified katika mada hii? Kupendekeza marekebisho
Mji mkuu wake ni Newton.
Kufungua ukurasa kamiliNi nini hiki? Isaac Newton alifikiria bunduki juu ya mlima mrefu sana kwamba unatoka hewani. Piga mpira polepole na utaangukia chini tena. Piga haraka sana na ardhi itazunguka chini yake kwa kasi ile ile inapoanguka, hivyo haiwezi kutua. Hiyo ni obiti.
Jinsi ya kutumia: Kuanzisha kasi ya uzinduzi na slider au kifungo kasi, kisha bonyeza Moto. Shots mapema kukaa kwenye skrini ili uweze kulinganisha yao.
Jinsi ya haraka ni kwamba?
- Mpira wako
- Ndege ya abiria, kuhusu 900 km / h (0.25 km / s)
- risasi bunduki, kuhusu 1 km / s
- kasi ya orbit
- Kutoroka kasi
mlima ni kuchorwa mbali juu kuliko yoyote ya kweli moja hivyo unaweza kuona. Upinzani hewa ni kupuuzwa.
Jaribu hii
- Kisha, bonyeza "Jet" na moto, kisha "Rifle bunduki" na moto.Taarifa: Wote kuanguka nyuma chini karibu mara moja. Hata mambo ya haraka sana kila siku ni mahali karibu haraka kutosha kwa orbit.
- Kupiga "Orbit kasi" na moto.Taarifa: Mpira unakwenda njia nzima na kurudi kwenye bunduki. Unaanguka muda wote, lakini unaendelea kupoteza ardhi. Hivyo ndivyo inavyobaki Kituo cha Kimataifa cha Anga.
- Moto kidogo polepole kuliko kasi ya obiti, kisha kidogo kwa haraka.Taarifa: polepole: ni curves chini na nchi sehemu ya njia ya mzunguko. haraka zaidi: mduara inatoa katika ovale muda mrefu kwamba swings mbali nje na anakuja nyuma.
- Kuvuta "Escape kasi" na moto, kisha kubadili sayari kwa mwezi.Taarifa: Katika kasi ya kutoroka mpira anaondoka na kamwe anakuja nyuma. Juu ya mwezi, na uzito wake dhaifu, kasi orbit ni tu kuhusu 1.6 km / s.
Mawazo nyuma yake
Kwa nini mpira unaozunguka hauanguki chini?
Inaanguka, wakati wote. uso wa dunia unaelekea chini kwa takriban mita 5 kwa kila kilomita 8 unazosafiri, na kitu chochote kinachoanguka kinaanguka takriban mita 5 katika sekunde yake ya kwanza. Hivyo mpira unaoenda upande kwa takriban kilomita 8 kwa sekunde unaanguka mita 5 kila sekunde wakati ardhi inaanguka mbali kwa mita 5. Haiwezi kuwa karibu zaidi na ardhi.
Kwa nini mlima mrefu kama huo?
Juu ya Dunia mlima hapa ni kuhusu 510 km juu (8% ya umbali wa dunia), zaidi kuliko ndege International Space Station (karibu 400 km), hivyo mpira huanza juu karibu wote wa hewa. Chini katika hewa, drag ingekuwa polepole na joto mpira muda mrefu kabla ya kufikia kasi orbit. Hiyo ni kwa nini roketi halisi kupanda nje ya hewa kwanza na kisha kasi sideways.
Maelezo: sayari uzito na ukubwa kutoka NASA / JPL (bodies.json); njia ni hasa mbili-mwili orbits. Kila siku kasi ni kawaida ya takwimu mviringo: jet ndege cruise katika kuhusu 900 km / h, na risasi risasi kuondoka chupa kwa takriban 0.7 hadi 1.2 km / s, kuhusu 1 km / s kwa moja haraka.
Kuvuta kila kitu ina juu ya kila mwingine. gravity Duniani huvuta kila kitu kuelekea katikati yake, ambayo ni kwa nini mambo kuanguka.
Zaidi katika kamusi →Njia ya kitu ambacho huendelea kuanguka karibu na sayari au nyota bila kugonga kamwe, kwa sababu ni kusonga sideways haraka sana.
Zaidi katika kamusi →kasi lazima kwenda sideways kwa mduara sayari katika urefu uliotolewa bila kuanguka au kuruka mbali. Tu juu ya hewa ya Dunia ni kuhusu 7.8 km / s.
Zaidi katika kamusi →kasi inahitajika kuondoka sayari kwa ajili ya mema, kamwe kuanguka nyuma. Kutoka uso wa Dunia ni kuhusu 11.2 km / s, kupuuza hewa.
Zaidi katika kamusi →Upepo unasukuma kitu kinachosonga na kukipunguza kasi. Chombo hiki hakijali; bomu la kweli likifyatuliwa kwa haraka kama hii lingezuiwa na kuteketea kwa hewa.
meza data (nakala mbadala)
polepole kuliko kasi ya mviringo: ni kuanguka nyuma. Kati ya mviringo na kutoroka kasi: ni orbits. Katika au juu ya kasi ya kutoroka: inaacha kwa ajili ya mema.
| Sayari | Mzunguko kasi orbit hapa | Kutoroka kasi hapa |
|---|---|---|
| Dunia | km 7.61 kwa kila sekunde | km 10.8 kwa kila sekunde |
| Mwezi | km 1.62 kwa kila sekunde | km 2.29 kwa kila sekunde |
| Mirihi | km 3.42 kwa kila sekunde | km 4.84 kwa kila sekunde |
Kutupa mpira juu na inakuja nyuma. Kutupa ni vigumu kutosha na kamwe haifanyi. Duniani, kasi hiyo ni kilomita 11.2 kila sekunde, na kufikia hiyo ndiyo sababu roketi ni kubwa sana.
Haraka ya kutosha, na kitu kutupwa kamwe anakuja nyuma.
Angalia!
Kutupa mpira juu na inakuja nyuma chini. Kutupa haraka, inakwenda juu kabla ya kuanguka nyuma. Je, kuna kasi hivyo haraka kwamba kamwe huja nyuma?
Kwani! Hii hujulikana kama speed ya kutoroka (au velocity ya kutoroka). Nenda angalau kwamba kwa haraka, na hakuna kitu kupunguza kasi yako chini, na gravity kamwe unaweza kuvuta nyuma.
| Dunia | Kutoroka kasi kutoka uso |
|---|---|
| Mwezi | 2.4 km/s |
| Machi | 5.0 km/s |
| Dunia | 11.2 km/s |
| Mwezi | 59.5 km/s |
| Jumapili | 617.6 km/s |
Urefu wa Mwezi ni takriban nusu ya upana wa Dunia. Hii ni sababu moja kwa nini Mwezi inaweza kuwa mahali muhimu kuanzisha mambo katika anga kutoka.
Katika mfumo wa Jua letu, mwezi ni nyotamkia. Jaribu kasi chini na juu ya kasi kukimbia kuonyeshwa katika kusoma.
Kuelewa
Uchunguzi wa kimatibabu unaonyesha kuwa matumizi ya dawa za kulevya huongeza hatari ya kupata “ugonjwa wa moyo” kwa kiasi kikubwa. Kuanzisha kinetic nishati sawa na nishati inahitajika kufikia infinity:
½ v² = μ / r ⇒ v_escape = √(2μ / r)
Kulinganisha na kasi ya mviringo √ (μ / r): kukimbia kasi ni daima √2 ≈ mara 1.414 kasi ya mviringo katika umbali huo.
Mambo mawili muhimu:
- Inategemea juu ya uzito wako. A changarawe na spaceship haja ya kasi sawa. (Shimo la angani linahitaji nishati zaidi, bila shaka.)
- Inategemea ambapo kuanza. mbali nje, r ni kubwa na kutoroka ni rahisi. Kutokana na urefu wa obiti ya kijiometri, kasi ya kutoroka kwa Dunia ni takriban kilomita 4.3/s tu.
Roketi haziwezi kufyatuliwa kwa kasi ya zaidi ya 11.2 km/s kwenye ardhi. Wao hupanda polepole wakati injini zao zikiendelea kusukuma. Kipimo cha kasi ni kipimo cha mwendo wa kitu chochote kinachozunguka angani, kama vile ndege.
Mwalimu
In terms of specific orbital energy ε = v²/2 − μ/r, escape means ε ≥ 0. Kwa mfano, katika halijoto ya 0°C, mnururisho unapita kwa kasi ya nuru na kuelekea kwenye kiini cha atomi. Haraka zaidi ya kwamba, njia ni hyperbola na kitu huhifadhi kasi iliyobaki mbali, hyperbolic ziada kasi v∞:
v² = v∞² + v_escape², C₃ = v∞²
Mpango wa misheni hutoa nishati ya kuanzisha kama C₃ (km²/s²). Kwa usafiri wa Mars, v∞ wakati wa kuondoka ni takriban 2.9 km/s, hivyo C₃ ≈ 8.7 km²/s².
Uhusiano huu huficha moja ya madhara muhimu zaidi katika spaceflight, Oberth athari: moto iliyofanywa kina katika gravity vizuri, ambapo wewe ni tayari kusonga kwa kasi, kununua zaidi v∞ kuliko moto huo uliofanyika mbali. Kutoka 200 km maegesho obiti karibu Dunia (mviringo kasi ya 7.78 km / s, kukimbia kasi ya 11.0 km / s), kufikia v∞ = 2.9 km / s inahitaji tu kuhusu 3.6 km / s ya injini kuchoma, si 3.2 + 2.9 = 6.1 km / s. Mzunguko wa Pluto ni mzunguko unaofuata mwendo wa Dunia katika angahewa ya nje.
Jaribu
Juu ya mwezi, moto kwa kasi tu chini ya kasi kutoroka kuonyeshwa katika kusoma, kisha tu juu. Kulinganisha njia mbili. Kisha jaribu sawa kwenye Dunia na Mars.
Great. Changamoto ni ambapo kujifunza fimbo.
Maswali ya haraka
3 maswali ya haraka. Pick jibu kuona kama wewe ni haki.
-
kasi ya kutoroka Dunia kutoka uso ni kuhusu:
- A 7.9 km/s
- B 11.2 km/s
- C 29.8 km/s
- D 617 km/s
Kuonyesha jibu
B. 11.2 km/s
-
Kutoroka kasi ni mara ngapi kasi ya mduara orbit katika umbali huo?
- A 2
- B √2 (takriban 1.41)
- C 1/2
- D π
Kuonyesha jibu
B. √2 (takriban 1.41)
-
Je, kasi ya kutoroka inategemea uzito wa kitu kinachoanzishwa?
- A Ndiyo, vitu nzito haja ya zaidi
- B Ndiyo, vitu nyepesi haja ya zaidi
- C Hapana, tu juu ya uzito wa sayari na umbali kuanza
- D Tu katika hali ya hewa
Kuonyesha jibu
C. Hapana, tu juu ya uzito wa sayari na umbali kuanza
Kumaliza mstari
- Alicheza na kuingiliana
- Soma somo
- Je, changamoto
- Alichukua mtihani
Mark somo kukamilika ili kuiokoa kwa maendeleo yako juu ya kifaa hiki.
Soma kwa makini.
Juu ijayo Kwa nini orbit ni kuangukaManeno katika somo hili
Chanzo
- 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
Masomo haya ni leseni CC BY-SA 4.0.