Prędkość kosmiczna
Z Wikipedii
 |
Ten artykuł wymaga dopracowania zgodnie z zaleceniami edycyjnymi. Należy w nim poprawić: wprowadzona numeracja prędkości kosmicznych jest błędna, dodatkowo należy poprawić definicje prędkości kosmicznych, mile widziane też wyprowadzenie wzorów. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdziesz na stronie dyskusji tego artykułu. Po naprawieniu wszystkich błędów można usunąć tę wiadomość. |
Prędkość kosmiczna - prędkość, jaką musi osiągnąć dowolne ciało (np. rakieta, statek kosmiczny), by jego energia kinetyczna pokonała grawitację Ziemi i oddaliło się na odległość umożliwiającą pozostawanie w przestrzeni kosmicznej bez dodatkowego napędu. Obliczył je polski inżynier mechanik i astronom Ary Sternfeld.
Spis treści |
[edytuj] Pierwsza prędkość kosmiczna
(VI) (prędkość kołowa, prędkość orbitalna) - potrzebna do osiągnięcia orbity okołoziemskiej
I prędkość kosmiczna to prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby mógł on orbitować wokół Ziemi. Inaczej jest to taka prędkość dla której siła odśrodkowa ruchu wokół planety równoważy siłę przyciągania grawitacyjnego Ziemi. Prędkość kosmiczna jest liczona tuż nad powierzchnią planety. W rzeczywistości ciało musi wzbić się na wystarczającą wysokość by opory atmosfery były akceptowalnie małe.
[edytuj] Druga prędkość kosmiczna
(VII) (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.
[edytuj] Trzecia prędkość kosmiczna
(VIII) - 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.
[edytuj] Czwarta prędkość kosmiczna
(VIV) - 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.
