Dom
Prva izlazna brzina je minimalna brzina kojom tijelo koje se kreće horizontalno iznad površine planete neće pasti na njega, već će se kretati kružno.
Razmotrimo kretanje tijela u neinercijskom referentnom okviru - u odnosu na Zemlju.
U tom slučaju, objekt u orbiti će mirovati, jer će na njega djelovati dvije sile: centrifugalna sila i gravitacijska sila.
gdje je m masa objekta, M je masa planete, G je gravitacijska konstanta (6,67259 10 −11 m? kg −1 s −2),
Prva brzina bijega, R je polumjer planete. Zamjena numeričkih vrijednosti (za Zemlju 7,9 km/s
Prva brzina bijega se može odrediti kroz ubrzanje gravitacije - pošto je g = GM/R?, onda
Druga kosmička brzina je najmanja brzina koju treba dati objektu čija je masa zanemarljiva u odnosu na masu nebeskog tijela da bi se savladalo gravitacijsko privlačenje ovog nebeskog tijela i ostavilo kružnu orbitu oko njega.
Zapišimo zakon održanja energije
gdje su na lijevoj strani kinetička i potencijalna energija na površini planete. Ovdje je m masa ispitnog tijela, M je masa planete, R je polumjer planete, G je gravitaciona konstanta, v 2 je druga izlazna brzina.
Postoji jednostavan odnos između prve i druge kosmičke brzine:
Kvadrat brzine bijega jednak je dvostrukom Newtonovom potencijalu u datoj tački:
18. Etički aspekt govorne kulture. Govorni bonton i kultura komunikacije. Formule govornog bontona. Formule bontona za upoznavanje, upoznavanje, pozdrav i rastanak. „Vi“ i „Vi“ kao oblici obraćanja u ruskom govornom bontonu. Nacionalne karakteristike govornog bontona.- minimalna brzina koja se mora dati objektu da bi se lansirao u geocentričnu orbitu. Drugim riječima, prva izlazna brzina je minimalna brzina kojom tijelo koje se kreće horizontalno iznad površine planete neće pasti na njega, već će se kretati po kružnoj orbiti.
U inercijalnom referentnom okviru, objekat koji se kreće kružnom orbiti oko Zemlje bit će podložan samo jednoj sili - Zemljinoj gravitacijskoj sili. U tom slučaju, kretanje objekta neće biti ni jednoliko ni jednoliko ubrzano. To se dešava zato što brzina i ubrzanje (ne skalarne, već vektorske veličine) u ovom slučaju ne zadovoljavaju uslove uniformnosti/ujednačenog ubrzanja kretanja – odnosno kretanja sa konstantnom (po veličini i pravcu) brzinom/ubrzanjem. Zaista, vektor brzine će biti konstantno usmjeren tangencijalno na površinu Zemlje, a vektor ubrzanja će biti okomit na njega u odnosu na centar Zemlje, dok će dok se kreću duž orbite ovi vektori stalno mijenjati svoj smjer. Stoga se u inercijalnom referentnom okviru takvo kretanje često naziva „kretanje po kružnoj orbiti s konstantnom modulo brzina."
Često, radi praktičnosti, proračuni prve kosmičke brzine nastavljaju sa razmatranjem ovog kretanja u neinercijskom referentnom okviru - u odnosu na Zemlju. U tom slučaju, objekt u orbiti će mirovati, jer će na njega djelovati dvije sile: centrifugalna sila i gravitacijska sila. U skladu s tim, da bi se izračunala prva brzina bijega, potrebno je uzeti u obzir jednakost ovih sila.
Tačnije, na tijelo djeluje jedna sila - sila gravitacije. Na Zemlju djeluje centrifugalna sila. Centripetalna sila izračunata iz uslova rotaciono kretanje, jednaka je sili gravitacije. Brzina se izračunava na osnovu jednakosti ovih sila.
, ,
Gdje m- masa objekta, M- masa planete, G- gravitaciona konstanta, - prva brzina bijega, R- radijus planete. Zamjena numeričkih vrijednosti (za Zemlju M= 5,97 10 24 kg, R= 6.371 km), nalazimo
7,9 km/sPrva brzina bijega može se odrediti kroz ubrzanje gravitacije. Pošto , To
.
|
Pretvarač dužine i udaljenosti Pretvarač mase Pretvarač zapremine i količine hrane Konvertor površine Konvertor zapremine i jedinica u kulinarski recepti Pretvarač temperature Konverter pritiska, naprezanja, Youngovog modula Konverter energije i rada Konverter snage Konverter sile Konverter vremena Konverter linearne brzine Konverter ravnog ugla Toplinska efikasnost i efikasnost goriva Konverter broja u razni sistemi notacija Pretvarač mjernih jedinica količine informacija Kursevi Dimenzije ženska odeća i obuće Veličine muške odeće i obuće Pretvarač ugaone brzine i brzine rotacije Pretvarač ubrzanja Pretvarač ugaonog ubrzanja Pretvarač gustine Konvertor specifične zapremine Pretvarač momenta inercije Pretvarač obrtnog momenta Pretvarač obrtnog momenta Specifična toplota sagorevanja Pretvarač (po masi) Pretvarač gustine energije i specifične toplote sagorevanja goriva (po masi) Pretvarač temperaturne razlike Pretvarač koeficijenta termičke ekspanzije Pretvarač toplotnog otpora Pretvarač toplotne provodljivosti Konvertor specifičnog toplotnog kapaciteta Konvertor snage izlaganja energije i toplotnog zračenja Pretvarač gustine toplotnog toka Pretvarač koeficijenta prenosa toplote Konvertor zapreminskog protoka Konvertor masenog protoka Konvertor molarnog protoka Konvertor gustine masenog protoka Konvertor molarne koncentracije Konvertor koncentracije u rastvoru Konvertor dinamičkog (apsolutnog) viskoziteta Konvertor kinematskog viskoziteta Konvertor površinskog napona Konvertor paropropusnosti Konvertor paropropusnosti i brzine prenosa pare Konvertor nivoa zvuka Konvertor osetljivosti mikrofona Konvertor nivoa zvučnog pritiska (SPL) Konvertor nivoa zvučnog pritiska (SPL) konvertor sa izborom referentnog pritiska Konvertor osvetljenosti Konvertor intenziteta svetlosti Konvertor osvetljenja Konvertor rezolucije u kompjuterskoj grafici Konvertor frekvencije i talasne dužine Optička snaga u dioptrijama i žižna daljina Optička snaga u dioptrijama i povećanje objektiva (×) Konverter električnog naboja Linearni pretvarač gustoće naboja Konvertor gustoće površinskog naboja Konvertor gustine volumena naboja električna struja Linearni pretvarač gustine struje Pretvarač gustine površinske struje Pretvarač električnog polja Pretvarač elektrostatičkog potencijala i napona Pretvarač električnog otpora Pretvarač električnog otpora Pretvarač električne provodljivosti Pretvarač električne provodljivosti Pretvarač električne provodljivosti Pretvarač induktiviteta Američki kalibaržice Nivoi u dBm (dBm ili dBmW), dBV (dBV), vatima i drugim jedinicama Pretvarač magnetne sile Pretvarač napona magnetno polje Pretvarač magnetnog fluksa Pretvarač magnetne indukcije Zračenje. Konvertor brzine apsorbovane doze jonizujuće zračenje Radioaktivnost. Converter radioaktivnog raspada Radijacija. Konvertor doze ekspozicije Zračenje. Pretvarač apsorbovanih doza Pretvarač decimalnog prefiksa Prenos podataka Tipografija i jedinica za obradu slike Konverter jedinica zapremine drveta Konverter Kalkulacija molarna masa Periodni sistem hemijski elementi D. I. Mendeljejev
1 prva brzina bijega = 7899,9999999999 metara u sekundi [m/s]
Početna vrijednost
Preračunata vrijednost
metar po sekundi metar po satu metar po minuti kilometar po satu kilometar po minuti kilometar po sekundi centimetar po satu centimetar po minuti centimetar po sekundi milimetar po satu milimetar po minuti milimetar po sekundi stopa po satu stopa stopa u minuti stopa po sekundi jarda po satu jarda po minuta jard po sekundi milja na sat milja po minuti milja u sekundi čvor čvor (UK) brzina svjetlosti u vakuumu prva izlazna brzina druga brzina bijega treća brzina bijega brzina rotacije Zemlje brzina zvuka u svježa voda brzina zvuka u morska voda(20°C, dubina 10 metara) Mahov broj (20°C, 1 atm) Mahov broj (SI standard)
Brzina je mjera pređene udaljenosti u određenom vremenu. Brzina može biti skalarna ili vektorska veličina - uzima se u obzir smjer kretanja. Brzina kretanja u pravoj liniji naziva se linearna, a u krugu - kutna.
Prosječna brzina v nalazi se dijeljenjem ukupnog prijeđenog puta ∆ x on ukupno vrijeme ∆t: v = ∆x/∆t.
U SI sistemu brzina se mjeri u metrima u sekundi. Kilometri na sat se takođe široko koriste u metrički sistem i milja na sat u SAD-u i Velikoj Britaniji. Kada je pored magnitude naznačen i pravac, na primjer, 10 metara u sekundi prema sjeveru, tada mi pričamo o vektorskoj brzini.
Brzina tijela koja se kreće uz ubrzanje može se pronaći pomoću formula:
Prema teoriji relativnosti, brzina svjetlosti u vakuumu je najveća brzina kojom energija i informacija mogu putovati. Označava se konstantom c i jednako je c= 299,792,458 metara u sekundi. Materija se ne može kretati brzinom svjetlosti jer bi za to bila potrebna beskonačna količina energije, što je nemoguće.
Brzina zvuka se obično mjeri u elastičnom mediju i iznosi 343,2 metra u sekundi u suhom zraku na temperaturi od 20 °C. Brzina zvuka je najmanja u gasovima, a najveća u čvrste materije X. Zavisi od gustoće, elastičnosti i modula smicanja tvari (što pokazuje stupanj deformacije tvari pod posmičnim opterećenjem). Mahov broj M je omjer brzine tijela u tečnom ili plinovitom mediju i brzine zvuka u tom mediju. Može se izračunati pomoću formule:
M = v/a,
Gdje a je brzina zvuka u mediju, i v- brzina tela. Mahov broj se obično koristi za određivanje brzina bliskih brzini zvuka, kao što je brzina aviona. Ova vrijednost nije konstantna; zavisi od stanja medija, koje, pak, zavisi od pritiska i temperature. Nadzvučna brzina je brzina veća od 1 Maha.
Ispod su neke brzine vozila.
Maksimalne brzine nekih životinja su približno jednake:
U klasičnoj mehanici vektorska brzina se mjeri u trodimenzionalnom prostoru. Prema specijalnoj teoriji relativnosti, prostor je četverodimenzionalan, a mjerenje brzine uzima u obzir i četvrtu dimenziju - prostor-vrijeme. Ova brzina se naziva četvorodimenzionalna brzina. Njegov smjer se može promijeniti, ali njegova veličina je konstantna i jednaka c, odnosno brzina svetlosti. Četverodimenzionalna brzina je definirana kao
U = ∂x/∂τ,
Gdje x predstavlja svjetsku liniju - krivu u prostor-vremenu duž koje se tijelo kreće, a τ je "pravo vrijeme" jednako intervalu duž svjetske linije.
Grupna brzina je brzina širenja talasa, koja opisuje brzinu širenja grupe talasa i određuje brzinu prenosa energije talasa. Može se izračunati kao ∂ ω /∂k, Gdje k je talasni broj, i ω - ugaona frekvencija. K mjereno u radijanima/metar, i skalarnu frekvenciju oscilacije talasa ω - u radijanima po sekundi.
Hipersonična brzina je brzina veća od 3000 metara u sekundi, odnosno višestruko veća od brzine zvuka. Čvrsta tijela koja se kreću takvim brzinama poprimaju svojstva tekućina, budući da su, zahvaljujući inerciji, opterećenja u ovom stanju jača od sila koje drže molekule tvari na okupu prilikom sudara s drugim tijelima. Pri ultravisokim hipersoničnim brzinama, dva se sudarajuća čvrsta tijela pretvaraju u plin. U svemiru se tijela kreću upravo ovom brzinom, a inženjeri koji dizajniraju svemirske letjelice orbitalne stanice a svemirska odijela moraju uzeti u obzir mogućnost sudara stanice ili astronauta sa svemirskim otpadom i drugim objektima kada rade u svemiru. U takvom sudaru stradaju koža letjelice i svemirskog odijela. Programeri opreme provode eksperimente hipersoničnog sudara u posebnim laboratorijama kako bi utvrdili koliko su jaki udari svemirska odijela, kao i kožu i druge dijelove letjelice, kao što su rezervoari za gorivo i solarni paneli, testirajući svoju snagu. Da biste to učinili, svemirska odijela i koža su izloženi udarcima različiti objekti od posebna instalacija sa nadzvučnim brzinama većim od 7500 metara u sekundi.
Mi, zemljani, navikli smo da stojimo čvrsto na zemlji i nikuda ne odletimo, a ako neki predmet bacimo u zrak, on će sigurno pasti na površinu. Za sve je krivo gravitacijsko polje koje stvara naša planeta, koje savija prostor-vrijeme i tjera jabuku bačenu u stranu, na primjer, da leti po zakrivljenoj putanji i ukrsti se sa Zemljom.
Svaki objekat stvara gravitaciono polje oko sebe, a za Zemlju, koja ima impresivnu masu, ovo polje je prilično jako. Zbog toga se grade moćna višestepena postrojenja svemirske rakete, sposoban da ubrza svemirske brodove do velikih brzina, koje su potrebne za savladavanje gravitacije planete. Značenje ovih brzina je ono što se naziva prva i druga kosmička brzina.
Koncept prve kosmičke brzine je vrlo jednostavan - to je brzina koja se mora dati fizički objekat, tako da ono, krećući se paralelno sa kosmičkim tijelom, ne bi moglo pasti na njega, ali bi u isto vrijeme ostajalo u stalnoj orbiti.
Formula za pronalaženje prve brzine bijega nije komplikovana: GdjeV G M– masa objekta;R– radijus objekta;
Pokušajte zamijeniti potrebne vrijednosti u formulu (G - gravitaciona konstanta je uvijek jednaka 6,67; masa Zemlje je 5,97·10 24 kg, a njen polumjer je 6371 km) i pronađite prvu izlaznu brzinu našeg planeta.
Kao rezultat, dobijamo brzinu od 7,9 km/s. Ali zašto, krećući se upravo ovom brzinom, letjelica neće pasti na Zemlju ili odletjeti u svemir? On neće letjeti u svemir zbog činjenice da zadata brzina je još uvijek premala da savlada gravitacijsko polje, ali će pasti na Zemlju. Ali samo zato velike brzine uvijek će "izbjeći" sudar sa Zemljom, dok će u isto vrijeme nastaviti svoj "pad" u kružnoj orbiti uzrokovanoj zakrivljenošću svemira.
ovo je zanimljivo: the International Svemirska stanica. Astronauti na njoj sve svoje vrijeme provode u stalnom i neprestanom padu, koji zbog velike brzine same stanice ne završava tragično, zbog čega joj uporno „promašuje“ Zemlja. Vrijednost brzine se izračunava na osnovu .
Ali šta ako želimo da svemirska letelica napusti granice naše planete i da ne zavisi od njenog gravitacionog polja? Ubrzajte ga do druge kosmičke brzine! Dakle, druga izlazna brzina je minimalna brzina koja se mora dati fizičkom objektu da bi savladao gravitacijsko privlačenje nebeskog tijela i napustio svoju zatvorenu orbitu.
Vrijednost druge brzine bijega zavisi i od mase i poluprečnika nebeskog tijela, pa će za svaki objekt biti različita. Na primjer, da savladaju gravitaciju Zemlje, svemirski brod potrebno je postići minimalnu brzinu od 11,2 km/s, Jupiter - 61 km/s, Sunce - 617,7 km/s.
Brzina bijega (V2) može se izračunati korištenjem sljedeće formule:
Gdje V– prva brzina bijega;G– gravitaciona konstanta;M– masa objekta;R– radijus objekta;
Ali ako je poznata prva brzina bijega ispitivanog objekta (V1), tada zadatak postaje mnogo lakši, a druga brzina bijega (V2) se brzo pronalazi pomoću formule:
ovo je zanimljivo: druga kosmička formula crne rupe više299.792 km/c, odnosno veća od brzine svjetlosti. Zato ništa, pa ni svjetlost, ne može pobjeći izvan svojih granica.
Pored prve i druge komične brzine, tu su i treća i četvrta, koje se moraju ostvariti da bismo prešli granice našeg solarni sistem i galaksije.
Ilustracija: bigstockphoto | 3DSculptor
Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.
Prva kosmička brzina je minimalna brzina koja se mora dati svemirskom projektilu da bi ušao u nisku orbitu Zemlje.
Svaki predmet koji bacimo vodoravno, nakon što preleti određenu udaljenost, pasti će na tlo. Ako ovaj predmet bacite jače, on će letjeti duže, pasti dalje, a putanja njegovog leta bit će ravnija. Ako objektu uzastopno dajete sve veću i veću brzinu, pri određenoj brzini zakrivljenost njegove putanje će postati jednaka zakrivljenosti Zemljine površine. Zemlja je sfera, kao što su stari Grci znali. Šta će ovo značiti? To će značiti da će se činiti da površina Zemlje bježi od bačenog predmeta istom brzinom kojom će pasti na površinu naše planete. Odnosno, predmet bačen određenom brzinom počet će kružiti oko Zemlje na određenoj konstantnoj visini. Ako zanemarite otpor zraka, rotacija se nikada neće zaustaviti. Lansirani objekat će postati veštački Zemljin satelit. Brzina kojom se to dešava naziva se prva kosmička brzina.
Prvu brzinu bijega za našu planetu lako je izračunati uzimajući u obzir sile koje djeluju na tijelo koje je određenom brzinom lansirano iznad površine Zemlje.
Prva sila je sila gravitacije, direktno proporcionalna masi tijela i masi naše planete i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između centra Zemlje i centra gravitacije lansiranog tijela. Ovo rastojanje je jednako zbiru poluprečnika Zemlje i visine objekta iznad zemljine površine.
Druga sila je centripetalna. On je direktno proporcionalan kvadratu brzine leta i mase tijela i obrnuto proporcionalan udaljenosti od centra gravitacije rotirajućeg tijela do centra Zemlje.
Ako izjednačimo ove sile i učinimo jednostavne transformacije dostupnim učeniku 6. razreda (ili kada Ruska škola počinju li učiti algebru ovih dana?), ispostavilo se da je prva brzina bijega proporcionalna kvadratni korijen iz djelomične podjele mase Zemlje na udaljenosti od letećeg tijela do centra Zemlje. Zamjenom odgovarajućih podataka nalazimo da je prva izlazna brzina na površini Zemlje 7,91 kilometar u sekundi. Kako se visina leta povećava, prva brzina bijega se smanjuje, ali ne previše. Dakle, na visini od 500 kilometara iznad površine Zemlje bit će 7,62 kilometara u sekundi.
Isto razmišljanje se može ponoviti za bilo koje okruglo (ili gotovo okruglo) nebesko tijelo: Mjesec, planete, asteroide. Što manje nebesko telo, što je manja prva brzina bijega za njega. Dakle, da biste postali vještački satelit Mjeseca, trebat će vam brzina od samo 1,68 kilometara u sekundi, skoro pet puta manja nego na Zemlji.
Lansiranje satelita u orbitu oko Zemlje odvija se u dvije faze. Prva faza podiže satelit do veća visina i djelimično ga ubrzava. Druga faza dovodi brzinu satelita do prve kosmičke brzine i stavlja ga u orbitu. Napisano je zašto raketa poleti.
Jednom postavljen u orbitu oko Zemlje, satelit se može rotirati oko nje bez pomoći motora. Čini se da stalno pada, ali ne može doći do površine Zemlje. Upravo zato što se čini da Zemljin satelit neprestano pada, u njemu nastaje bestežinsko stanje.
Pored prve brzine bijega, postoje i druga, treća i četvrta brzina bijega. Ako svemirski brod dosega drugi prostor brzinom (oko 11 km/sec), može napustiti svemir blizu Zemlje i odletjeti na druge planete.
Nakon što su se razvili treći prostor brzinom (16,65 km/sec) letelica će napustiti Sunčev sistem, i četvrti prostor brzina (500 - 600 km/sec) je granica preko koje svemirski brod može izvršiti međugalaktički let.
rf-gk.ru - Portal za majke.