Prędkość kosmiczna

[edytuj]

Z Wikipedii

(Przekierowano z Druga prędkość kosmiczna)

Skocz do: nawigacji, szukaj

Ten artykuł wymaga dopracowania zgodnie z zaleceniami edycyjnymi. Należy w nim poprawić: należy poprawić definicje prędkości kosmicznych, mile widziane też wyprowadzenie wzorów. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się na stronie dyskusji tego artykułu w sekcji Dopracować Po wyeliminowaniu wskazanych powyżej niedoskonałości prosimy usunąć szablon {{Dopracować}} z kodu tego artykułu.

Prędkość kosmiczna - prędkość, jaką musi osiągnąć dowolne ciało (np. rakieta, statek kosmiczny), by jego energia kinetyczna pokonała grawitację wybranego ciała niebieskiego. Obliczył je polskiego pochodzenia, a żydowskiej narodowości inżynier mechanik i astronom Ary Sternfeld. Wyróżniamy następujące prędkości kosmiczne:

Spis treści [ukryj] 1 Pierwsza prędkość kosmiczna 2 Druga prędkość kosmiczna 3 Trzecia prędkość kosmiczna 4 Czwarta prędkość kosmiczna 5 Zobacz też

Pierwsza prędkość kosmiczna [edytuj]

Pierwsza prędkość kosmiczna to najmniejsza prędkość, jaką należy nadać ciału względem środka masy przyciągającego je ciała niebieskiego,w kierunku równoległym do jego powierzchni, aby siła odśrodkowa ruchu wokół tego ciała zrównoważyła siłę jego przyciągania grawitacyjnego. Rozpędzane ciało staje się wtedy satelitą ciała niebieskiego.

Wyprowadzenie wzoru:
G - stała grawitacyjna
M - masa ciała niebieskiego
m - masa rozpędzanego ciała
R - promień ciała niebieskiego

Przykładowe wartości pierwszej prędkości kosmicznej dla:

• Ziemi:
  

• Księżyca:
  

• Słońca:
  

Druga prędkość kosmiczna [edytuj]

Zobacz więcej w osobnym artykule: Prędkość ucieczki.

(V_II) (prędkość ucieczki) - potrzebna do opuszczenia orbity okołoziemskiej i osiągnięcia orbity okołosłonecznej

II prędkość kosmiczna to prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby wyrwał się z grawitacji danego ciała kosmicznego. Ściśle jest to prędkość, jaką musi otrzymać dany obiekt na powierzchni danego ciała kosmicznego, aby tor jego ruchu stał się parabolą lub hiperbolą. Obliczamy ją znajdując różnicę w energii obiektu znajdującego się na powierzchni danego ciała kosmicznego oraz w nieskończoności. Energia w nieskończoności równa jest 0, natomiast na powierzchni jest sumą energii potencjalnej
oraz kinetycznej
. Dostajemy więc równanie
, z którego wynika
. Podstawienie danych liczbowych dla Ziemi daje
. Widać więc, że obie prędkości różnią się o czynnik
Wszystko to przy założeniu, że nie ma innego ciała kosmicznego oprócz rozpatrywanego - a że zwykle inne ciała są (w przypadku np. Układu Słonecznego), więc tor lotu w praktyce nie jest parabolą, bo zaginają go po swojemu oddziaływania grawitacyjne tych innych ciał (Słońca, Księżyca...).

Druga, trzecia i czwarta prędkość kosmiczna są prędkościami początkowymi ciała liczonymi przy założeniu, iż na poruszający się obiekt nie działają żadne siły (w szczególności - siły oporu). By uciec z pola grawitacyjnego danej planety, wcale nie trzeba przekraczać II prędkości kosmicznej - przykładowo: Komar potrafi się wznosić z prędkością 20 cm/s, mimo iż ta prędkość jest wielokrotnie niższa od drugiej prędkości kosmicznej (11,19 km/sek), komar byłby w stanie dolecieć nawet do Księżyca, o ile pomiędzy nim a Ziemią istniałaby atmosfera. Jest tak ponieważ na komara działa siła ciągu jego skrzydeł.

Trzecia prędkość kosmiczna [edytuj]

(V_III) - potrzebna do opuszczenia Układu Słonecznego

Prędkość ta przy powierzchni Ziemi wynosi ok. 42 km/s, lecz wobec jej ruchu obiegowego wokół Słońca wystarczy przy starcie z jej powierzchni w kierunku zgodnym z tym ruchem nadać obiektowi prędkość 16,7 km/s, by opuścił on Układ Słoneczny.

Czwarta prędkość kosmiczna [edytuj]

(V_IV) - potrzebna do opuszczenia Drogi Mlecznej

Prędkość ta wynosi ok. 350 km/s, lecz wykorzystując fakt ruchu Słońca dookoła środka Galaktyki, wystarczy obiektowi nadać prędkość około 130 km/s w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu obiegowego Słońca względem centrum Galaktyki, by mógł on ją opuścić.

Zobacz też [edytuj]

---