Rymdhastighet

Varje sak som kastas upp tidigteller senare visas det på jordens yta, vare sig det är en sten, ett pappersark eller en enkel fjäder. Samtidigt lanserade en satellit ut i rymden för ett halvt sekel sedan, en rymdstation eller månen fortsätter att rotera i sina banor, som om de inte påverkades av tyngdkraften på vår planet. Varför händer det här? Varför hotar månen inte att falla till jorden och jorden rör sig inte mot solen? Påverkas de verkligen inte av universell gravitation?

Från skolfysik kursen vet vi att världentyngdkraften påverkar alla materiella kroppar. Då skulle det vara logiskt att anta att det finns en viss kraft som neutraliserar effekten av tyngdkraften. Denna kraft kallas centrifugal. Effekten känns lätt genom att binda en liten belastning i ena änden av tråden och snurra den runt omkretsen. Dessutom, ju högre rotationshastighet, desto starkare är trådens spänning, och ju långsammare vi vrider lasten, desto större är sannolikheten för att den kommer att falla ner.

Således kommer vi nära konceptet"Kosmisk hastighet." I ett nötskal kan det beskrivas som en hastighet som gör att varje föremål kan övervinna en himmelkropps allvar. Planeten, dess satellit, solen eller annat system kan fungera som en himmelkropp. Varje objekt som rör sig i omloppsbana har kosmisk hastighet. Förresten beror storleken på och formen på ett rymdobjekts bana av storleken och riktningen på hastigheten som objektet fick vid den tidpunkt då motorerna stängdes av och höjden då händelsen inträffade.

Rymdhastigheten är av fyra slag.Den minsta av dem är den första. Detta är den lägsta hastigheten som ett rymdskepp måste ha för att det ska gå in i en cirkulär bana. Dess värde kan bestämmas med följande formel:

V1 = √μ / r, där

u - geocentrisk gravitationskonstant (µ = 398603 * 10 (9) m3 / s2);

r är avståndet från startpunkten till jordens centrum.

På grund av att vår planets form inte är detidealisk boll (vid polerna är den lite utplattad), då är avståndet från centrum till ytan mest vid ekvatorn - 6378,1 • 10 (3) m, och minst vid polerna - 6356,8 • 10 (3) m. ta medelvärdet - 6371 • 10 (3) m, då får vi V1 lika med 7,91 km / s.

Mer rymdhastighet överstigerDetta värde, särskilt den långsträckta formen, kommer att ta sig på en bana och flytta längre bort från jorden. Vid någon tidpunkt kommer denna bana att bryta, ta formen av en parabola, och rymdskeppet kommer att plöja utrymmet. För att lämna planeten måste fartyget ha en andra kosmisk hastighet. Det kan beräknas med formeln V2 = √2µ / r. För vår planet är detta värde 11,2 km / s.

Astronomer har länge bestämt vadkosmisk hastighet, både den första och den andra, för varje planet i vårt infödda system. De kan enkelt beräknas med hjälp av ovanstående formler om vi ersätter konstanten µ med produkten fM, där M är massan för den himmelska kroppen av intresse och f är gravitationskonstanten (f = 6,673 x 10 (-11) m3 / (kg x s2)).

Tredje kosmisk hastighet tillåter vem som helstrymdskeppet för att övervinna solens allvar och lämna det inhemska solsystemet. Om vi ​​beräknar det relativt solen får vi värdet 42,1 km / s. Och för att komma in i den cirkumsolära bana från jorden kommer det att vara nödvändigt att accelerera till 16,6 km / s.

Och slutligen den fjärde kosmiskafart. Med sin hjälp kan man övervinna attraktionen av själva galaxen. Dess värde varierar beroende på koordinaterna för galaxen. För vårt Vintergata är detta värde cirka 550 km / s (om det beräknas relativt solen).