UKŁADY ZŁOŻONE

Układy takie jak ciała oddziałujące siłami grawitacyjnymi czy ładunki różnoimienne są układami złożonym, związanymi siłami przyciągania. Aby taki układ rozdzielić na oddziałujące z sobą składniki, musimy dostarczyć energii , zwanej energią wiązania układu. Układ złożony z rakiety i Ziemi ulegnie rozłożeniu na dwa nie oddziałujące z sobą elementy, jeśli, dzięki dostarczonej rakiecie energii kinetycznej, uzyska ona w chwili startu drugą prędkość kosmiczną:

i oddali się od nieskończoności. Gdy rakieta stoi na jeszcze na Ziemi, przygotowana do startu (Ek=0), to jej całkowita energia wynosi:

Ep= GMZm / RZ

Aby mogła się oddalić od nieskończoności tzn. By rozdzielić układ Ziemia-rakieta na nie oddziałujące ze sobą składniki (wówczas energia będzie równa zeru) , należy jej dostarczyć energię:

EW= GMZM / RZ = mv2 /2

Przy założeniu, że rakieta spoczywająca na ziemi ma masę 20 ton. Energia jaką należy jej dostarczyć, by oddaliła się od nieskończoności czyli energia wiązania układu Ziemia-rakieta, wynosi:

Ep= GMZm / RZ = 128 ∙ 1010 J

Nawet dla satelitów latających na niewielkich wysokościach energia wiązania jest o połowę mniejsza od energii wiązania satelity leżącego jeszcze na powierzchni ziemi. Można obliczyć, że szybkość jaką należy nadać satelicie, aby wysłać go w przestrzeń kosmiczna jest znacznie mniejsza od szybkości, jaką należy w tym celu nadać ciału na powierzchni Ziemi. W związku z tym rakiety międzyplanetarne maja w przyszłości startować nie z powierzchni Ziemi, ale z krążącej wokół Ziemi stacji orbitalnej. Z omówionych przykładów wynika, że energia wiązania układu zależy nie tylko od tego jakimi siłami przyciągają się jego składniki, ale i od tego, z jakimi szybkościami poruszają się względem siebie.

---