Баъзе забонҳо дар ин сайт метавонанд тарҷумаи мошинӣ бошанд ва хатогиҳо дошта бошанд. Ба беҳтар кардани он кумак кунед Аввалин нусхаи англисиро хонед
  1. Омӯхтан
  2. Навигатор
Навигатор · Модул 5

Суръати фирор

Шумо бояд бо чӣ суръате ба сайёраи дигар равед? Ва чаро ракетаҳо дар ҳақиқат ба он нарасидаанд.

12 дақиқа

NASA/JPL/Space Science Institute

Ин дарс аз тарафи як узви дастаи Local Solar System Foundation таҳия шудааст ва метавонад бо ёрии коршиноси соҳибтаҷриба беҳтар карда шавад. Шумо дар ин мавзӯъ малака доред?

Қуттии Нютон

Кушодани саҳифаи пурра

Ин чист? Исҳоқ Нютон дар бораи тирандозие, ки аз болои кӯҳе баланд аст ва аз ҳаво берун меояд, фикр мекард. Тӯбро ба оҳистагӣ партоед ва он боз ба поён меафтад. Бо суръати кофӣ партоед ва замин зери он бо ҳамон суръати афтиданаш лағжиш мекунад, бинобар ин он ҳеҷ гоҳ намеафтад. Ин як орбита мебошад.

Чӣ тавр истифода бурдани он: Суръати оғозро бо чархзананда ё тугмаи суръат танзим кунед, сипас тирандозиро пахш кунед. Суратҳои пешина дар экран монда мешаванд, то шумо онҳоро муқоиса кунед.

Суръати оғоз
Дар ин ҷо суръати орбитаи даврӣ
Суръати фирор

Ин чӣ қадар тез аст?

  • Сурати шумо
  • Jet airliner, about 900 km/h (0.25 km/s)
  • Пули тир, тақрибан 1 км/ с
  • Суръати Офтоб
  • Суръати фирор

Кӯҳ аз ҳамаи кӯҳҳои воқеӣ баландтар кашида шудааст, то ки шумо онро бубинед. Созишномаи ҳаво нодида гирифта мешавад.

Инро кӯшиш кунед
  1. «Аэропорт» ва «Стартап»-и «Тоҷик Эйр» дар ин ҷо ҷойгиранд.& Нишонаҳо: Ҳар дуи онҳо ҳамзамон ба поён меафтанд. Ҳатто чизҳои оддии тез низ ба қадри кофӣ барои омезиши орбиталӣ зуд нестанд.
  2. Нажмите "Скорость орбиты" и стреляйте.& Нишонаҳо: Тӯб ба тамоми роҳ давр мезанад ва ба тирандоз бармегардад. Он ҳама вақт меафтад, аммо заминро фаромӯш мекунад. Ин тавр Идораи Байналмилалии Космикӣ дар боло мемонад.
  3. Аз суръати орбита каме сусттар оташ занед, баъд каме тезтар.& Нишонаҳо: Аҳамият: он ба поён меафтад ва қисман дар атрофи худ парвоз мекунад. Тезтар: давра ба шакли овал дароз мешавад, ки дуртар ҳаракат карда, боз бармегардад.
  4. "Сиръатро ба берун" пахш кунед ва тир андозед, сипас сайёраро ба Моҳӣ иваз кунед.& Нишонаҳо: At escape speed the ball leaves and never comes back. On the Moon, with its weaker gravity, orbit speed is only about 1.6 km/s.
Калимаҳои барои фаҳмидан
Идеяҳо дар пушти он

Чаро тӯб дар атрофи худ давр мезанад ва ба замин намеафтад?

Он ҳамеша меафтад. Замини заминӣ ҳар 8 километр ба поён тақрибан 5 метр каҷ мешавад ва ҳар чизе, ки шумо партоед, дар як сонияаш тақрибан 5 метр меафтад. Яъне тӯбе, ки бо суръати 8 км/ с ҳаракат мекунад, ҳар сония 5 метр меафтад, дар ҳоле ки замин 5 метр дуртар меравад. Он ҳеҷ гоҳ ба замин наздик намешавад.

Чӣ гуна ин кӯҳ баланд аст?

Дар Замин ин кӯҳ дар баландии 510 км (8% радиуси Замин) ҷойгир аст, ки аз Идораи Байналмилалии Космикии парвозкунанда (тақрибан 400 км) баландтар аст, бинобар ин тӯб аз болои тамоми ҳаво оғоз меёбад. Дар ҳаво, муқовимат тӯбро суст мекунад ва гарм мекунад, то он ки ба суръати орбиталӣ расад. Ин сабабест, ки ракетаҳои воқеӣ аввал аз ҳаво баромада, сипас ба тарафи чап тезтар мешаванд.

Манбаҳо: масса ва андозаи сайёра аз NASA/JPL (bodies.json); роҳҳо - ин орбитаҳои ду- ҷисмӣ мебошанд. Суръати рӯзона рақамҳои оддӣ мебошанд: ҳавопаймоҳои реактивӣ дар атрофи 900 км/соат парвоз мекунанд, ва тирҳои пулемёт аз лона бо суръати тақрибан 0.7 то 1.2 км/с мераванд, дар бораи 1 км/с барои зудтарини онҳо.

Ҷадвали маълумот (матни алтернативӣ)

Аз суръати даврӣ сусттар: он ба қафо меафтад. Дар байни суръати даврӣ ва гурез: он дар атрофи худ давр мезанад. Бо суръати ё зиёд аз гурез: барои ҳамешагӣ берун меравад.

Суръати зарурӣ дар болои кӯҳ
СатурнДар ин ҷо суръати орбитаи даврӣСуръати фирор
Замин7,61 km/s10,8 km/s
Моҳ1,62 km/s2,29 km/s
Март3,42 km/s4,84 km/s

Тобро ба боло партоед ва он бармегардад. Агар ӯро ба қатл расонанд, ҳеҷ гоҳ аз ӯ нахоҳад гурехт. On Earth, that speed is 11.2 kilometres every second, and reaching it is why rockets are so enormous.

Дар ин рӯз дар шаҳри Душанбе намоиши филми «Тӯфон» баргузор гардид.
Artemis I lifts off from Kennedy Space Center, 16 November 2022. Credit: NASA/Bill Ingalls

Дар ин ҳолат, раванди гузариш ба ҳолати дигар ҳеҷ гоҳ қатъ намешавад.

Нигоҳ кардан

Тобро ба боло партоед ва он боз ба поён меояд. Аз ин рӯ, пеш аз ба кор даромадан онро бояд тоза кард. Оё он қадар тез аст, ки ҳеҷ гоҳ барнамегардад?

& Тасвир Инро суръати фирор (ё суръати фирор) меноманд. Ба ин тезӣ равед, ки ҳеҷ чиз шуморо суст накунад ва ҷараёни гравитатсия шуморо ба қафо кашида наметавонад.

ҶаҳонСуръати фирор аз рӯи замин
Моҳ2.4 km/s
Март5.0 км/ с
Замин11.2 km/s
Юпитер59.5 km/s
Офтоб617.6 km/s

Дар ин ҷо иқлими баҳри Миёназамин нисбат ба уқёнуси Ором камтар гарм аст. Дар ин ҷо барои ба даст овардани маълумот дар бораи моҳвораҳои кайҳонӣ истифода бурда мешавад.

Дар асбоби тир, Моҳ пур карда мешавад. Санҷиши суръатҳои поёнтар ва боло аз суръати фирор дар хондан нишон дода шудааст.

Understand

Дар ин ҳолат энергияи кинетикӣ ба таври фаврӣ аз системаи гравитатсия берун меравад. Танзими энергияи кинетӣ баробар ба энергияе, ки барои расидан ба беохир лозим аст:

½ v² = μ / r  ⇒  v_ escape = √( 2μ / r)

Compare with the circular speed √(μ/r): escape speed is always √2 ≈ 1.414 times the circular speed at the same distance.

Ду ҳақиқати муҳим:

  1. Ин аз массаи шумо вобаста нест. Як санг ва як киштии кайҳонӣ ба ҳамон суръат ниёз доранд. (Дар ин ҷо барои ҳар як энергияи магнитӣ миқдори муайяни энергия лозим аст.)
  2. Ин аз он вобаста аст, ки шумо аз куҷо оғоз мекунед. Дар масофаи дуртар, r калонтар ва фирор кардан осонтар аст. Аз баландии орбитаи геостационарӣ суръати парвози Замин танҳо 4,3 км/с аст.

Rockets never actually fire up to 11.2 km/s at the ground. Онҳо дар ҳоли ҳаракат, яъне дар ҳолати ҳаракати доимӣ қарор доранд. Суръати фирор - ин суръати зарурӣ барои объектҳои беқувват, ба монанди тирандозии тир.

& Сарлавҳа:

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. Аз ин тезтар, роҳ гипербола аст ва объект суръати зиёдро дар масофа нигоҳ медорад, суръати гиперболии зиёд v∞:

v² = v∞² + v_ escape²,   C₃ = v∞²

Энергияи атомӣ (аз лотинӣ: energia — нерў, энергияи атомӣ). For a Mars transfer, v∞ at departure is about 2.9 km/s, so C₃ ≈ 8.7 km²/s².

Ин алоқа яке аз таъсирҳои муфидтаринро дар парвози кайҳонӣ пинҳон мекунад, яъне Таъсир:: сӯзондани чуқур дар чуқурии ҷараён, ки шумо аллакай бо суръат ҳаракат мекунед, v∞- и бештарро аз ҳамон сӯзондане, ки дуртар аст, мегирад. From a 200 km parking orbit around Earth (circular speed 7.78 km/s, escape speed 11.0 km/s), reaching v∞ = 2.9 km/s needs only about 3.6 km/s of engine burn, not 3.2 + 2.9 = 6.1 km/s. Delta-V Map инро барои ҳар як парвоз аз орбитаи Замин истифода мебарад.

Санҷиш кунед

Дар Моҳтоб, бо суръати каме поёнтар аз суръати фирор нишон додашуда дар хондан, сипас каме боло. Ду роҳро муқоиса кунед. Пас ҳамон чизро дар Замин ва Марс кӯшиш кунед.

Озмоиши тез

3 саволҳои тез. Ҷавобро интихоб кунед, то бубинед, ки оё шумо дуруст ҷавоб доред.

  1. Суръати парвози Замин аз рӯи Замин:

    1. A 7.9 km/s
    2. B 11.2 km/s
    3. C 29.8 km/s
    4. D 617 км/ с
    Намоиши ҷавоб

    B. 11.2 km/s

  2. Суръати фирор чанд маротиба тезтар аз суръати орбитаи даврӣ дар ҳамон масофа аст?

    1. A 2
    2. B √2 (about 1.41)
    3. C 1/2
    4. D π
    Намоиши ҷавоб

    B. √2 (about 1.41)

  3. Суръати фирор аз массаи объекте, ки партофта мешавад вобаста аст?

    1. A Бале, ба объектҳои вазнинтар бештар лозим аст
    2. B Бале, объектҳои равшантар бештар лозиманд
    3. C Не, только на массе планеты и расстоянии начала
    4. D Дар атмосфера
    Намоиши ҷавоб

    C. Не, только на массе планеты и расстоянии начала

Хати анҷом

  • Бозикунии интерактивӣ
  • Дарси ҳозира хонед
  • Талаботро иҷро кард
  • Дар озмун иштирок кард

Барои захира кардани дарс дар ин дастгоҳ, онро ҳамчун хондашуда нишон диҳед.

Калимаҳои дар ин дарс истифодашуда

Манбаъҳо

Ин дарс бо иҷозатномаи CC BY-SA 4.0 дастрас аст.

Асбобҳо ва дарсҳо танҳо барои омӯзиш истифода бурдани намунаҳои соддашударо истифода мебаранд. Онҳо набояд барои роҳнамоӣ, нақшаи вазифа ё ягон қарорҳои амалиётӣ истифода шаванд. Сертификатҳо озод ва бе аккредитатсия мебошанд. Маълумоти таълимиро хонед