ความเร็วหนี vs ความเร็วโคจร
ความเร็วหนีและความเร็วของวงโคจรเป็นสองแนวคิดที่สำคัญมากที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ แนวคิดเหล่านี้มีความสำคัญมากในด้านต่างๆ เช่น โครงการดาวเทียมและวิทยาศาสตร์บรรยากาศ ความเร็วหลบหนีเป็นสาเหตุที่ทำให้เรามีชั้นบรรยากาศแต่ไม่มีดวงจันทร์ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีในแนวคิดเหล่านี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในสาขาที่เกี่ยวข้อง บทความนี้จะพยายามเปรียบเทียบความเร็วหนีกับความเร็วของวงโคจร คำจำกัดความ การคำนวณ ความเหมือน และความแตกต่างสุดท้าย
หนีเร็ว
ดังที่เราทราบจากทฤษฎีสนามโน้มถ่วง วัตถุที่มีมวลมักจะดึงดูดวัตถุอื่นๆ ที่วางในระยะจำกัดจากวัตถุเมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น แรงระหว่างวัตถุทั้งสองจะลดลงตามกำลังสองของระยะห่าง ที่ระยะอนันต์ แรงระหว่างวัตถุทั้งสองจะเป็นศูนย์ ศักยภาพของจุดรอบมวลถูกกำหนดให้เป็นงานที่ต้องทำเพื่อนำวัตถุที่มีมวลหน่วยจากอนันต์ไปยังจุดที่กำหนด เนื่องจากมีแรงดึงดูดอยู่เสมอ งานจึงต้องเป็นไปในทางลบ ดังนั้นศักยภาพ ณ จุดหนึ่งจึงเป็นลบหรือศูนย์เสมอ พลังงานศักย์คือศักย์คูณด้วยมวลของวัตถุที่นำมา ความเร็วหลบหนีถูกกำหนดให้เป็นความเร็วที่ต้องให้กับวัตถุเพื่อส่งไปยังอนันต์โดยไม่มีแรงอื่นใด ในแง่ของพลังงาน พลังงานจลน์ที่เกิดจากความเร็วที่กำหนดจะเท่ากับพลังงานศักย์ ด้วยความเท่าเทียมกันนี้ เราจะได้ความเร็วหนีเป็นรากที่สองของ (2GM/r) โดยที่ r คือระยะรัศมีถึงจุดที่วัดศักย์ได้
ความเร็วของวงโคจร
ความเร็วของวงโคจรคือความเร็วที่วัตถุต้องรักษาไว้เพื่อให้อยู่ในวงโคจรที่แน่นอนสำหรับวัตถุที่โคจรรอบรัศมี r ความเร็วของวงโคจรถูกกำหนดโดยรากที่สองของ (F r / m) โดยที่ F คือแรงเข้าสุทธิ และ m คือมวลของวัตถุในวงโคจร แรงภายในในระบบมวลคือ GMm/r2 เมื่อแทนค่านี้ เราจะได้ความเร็วของวงโคจรเป็นรากที่สองของ (GM/r) นอกจากนี้ยังสามารถพิสูจน์ได้โดยใช้การอนุรักษ์พลังงานกลของเขตอนุรักษ์นิยม ต้องสังเกตว่าความเร็วของวงโคจรกำลังเปลี่ยนทิศทาง ดังนั้น นี่คือความเร่งจริง ๆ แต่ขนาดของความเร็วไม่เปลี่ยนแปลง การสูญเสียพลังงานเพียงเล็กน้อยในอวกาศทำให้พลังงานจลน์ลดลง จากนั้นวัตถุก็โคจรต่ำลงเพื่อรักษาเสถียรภาพ
Escape Velocity กับ Orbital Velocity ต่างกันอย่างไร
• ความเร็วหนีคือความเร็วที่ต้องหนีออกจากพื้นผิว
• ความเร็วของวงโคจรคือความเร็วที่ต้องการเพื่อให้วัตถุอยู่ในวงโคจร
• ปริมาณทั้งสองนี้ไม่ขึ้นกับวัตถุที่เคลื่อนที่
• ความเร็วหนีจะลดลงเมื่อวัตถุไปถึงอนันต์ และที่อนันต์ ความเร็วจะเป็นศูนย์
• ความเร็วของวงโคจรคงที่ตลอดวงโคจร ความเร็วของวงโคจรเปลี่ยนทิศทาง