เนื้อหา

• ขั้นตอน
• เคล็ดลับ

ความเร็วในการหลบหนีเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับวัตถุที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของโลกที่มันตั้งอยู่ ตัวอย่างเช่นจรวดต้องเข้าถึงความเร็วในการหลบหนีเพื่อออกจากโลกและเข้าสู่อวกาศ

ขั้นตอน

วิธีที่ 1 จาก 2: ทำความเข้าใจกับ Escape Speed

1. 

   ตั้งค่าความเร็วในการหลบหนี มันหมายถึงความเร็วที่วัตถุต้องการไปถึงเพื่อเอาชนะแรงดึงดูดของโลกที่พบตัวมันเองจึงสามารถไปสู่อวกาศได้ ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่มีมวลมากกว่าและต้องการความเร็วในการหลบหนีมากกว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่มีมวลน้อยกว่า
2. เริ่มต้นด้วยการอนุรักษ์พลังงาน เธอกล่าวว่าพลังงานทั้งหมดในระบบแยกยังคงเหมือนเดิม ที่มาด้านล่างทำงานร่วมกับระบบ Earth-rocket และสันนิษฐานว่าระบบที่อยู่ระหว่างการวิเคราะห์แยกออกจากกัน
   • ในการอนุรักษ์พลังงานพลังงานศักย์และพลังงานจลน์เป็นพลังงานเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายเนื่องจากเป็นพลังงานจลน์และแสดงถึงพลังงานศักย์
3. กำหนดพลังงานจลน์และศักย์
   • พลังงานจลน์คือพลังงานของการเคลื่อนที่ซึ่งมีค่าเท่ากันเพื่อแสดงถึงมวลของจรวดและแสดงถึงความเร็วของมัน
   • พลังงานศักย์คือพลังงานที่เกิดจากตำแหน่งของวัตถุที่สัมพันธ์กับร่างกายที่มีอยู่ในระบบ ในทางฟิสิกส์โดยทั่วไปกำหนดให้เท่ากับระยะห่างจากโลกไม่สิ้นสุด เนื่องจากแรงโน้มถ่วงมีความน่าสนใจพลังงานศักย์ของจรวดจะเป็นลบเสมอ (และยิ่งมีขนาดเล็กก็ยิ่งอยู่ใกล้โลกมากขึ้นเท่านั้น) จากนั้นพลังงานศักย์ในระบบจรวดโลกจะถูกเขียนว่าเนื่องจากเป็นค่าคงที่ความโน้มถ่วงของนิวตันแสดงถึงมวลของโลกและแสดงระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของมวลทั้งสอง
4. แทนที่นิพจน์ในการอนุรักษ์พลังงาน เมื่อถึงความเร็วต่ำสุดที่จำเป็นในการหลบหนีชั้นบรรยากาศจรวดจะหยุดที่ระยะไม่สิ้นสุดจากโลกดังนั้น จากนั้นเขาจะหยุดรู้สึกถึงแรงดึงดูดของโลกและจะไม่มีวันกลับมาเขาก็เช่นกัน
5. ค้นหาค่าของ.
   • ในสมการข้างต้นแสดงถึงความเร็วในการหลบหนีของจรวดซึ่งเป็นความเร็วขั้นต่ำที่จำเป็นในการหลบหนีแรงดึงดูดของโลก
   • โปรดทราบว่าความเร็วในการหลบหนีไม่ขึ้นอยู่กับมวลของจรวด มวลจะสะท้อนทั้งในพลังงานศักย์ของแรงโน้มถ่วงของโลกและในพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่ของจรวด

วิธีที่ 2 จาก 2: การคำนวณความเร็วในการหลบหนี

1. ทำงานกับสมการสำหรับความเร็วหลบหนี
   • สมการจะถือว่าดาวเคราะห์ที่คุณอยู่นั้นเป็นทรงกลมและมีความหนาแน่นคงที่ ในโลกแห่งความเป็นจริงความเร็วในการหลบหนีขึ้นอยู่กับตำแหน่งของมันบนพื้นผิวเนื่องจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งจะกว้างขึ้นที่เส้นศูนย์สูตรเนื่องจากการหมุนนอกเหนือจากความหนาแน่นที่เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องจากองค์ประกอบของมัน
2. ทำความเข้าใจตัวแปรในสมการ
   • คือค่าคงที่ความโน้มถ่วงของนิวตัน ค่าของค่าคงที่นี้สะท้อนให้เห็นถึงความจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่อ่อนแออย่างไม่น่าเชื่อ มันถูกกำหนดโดยการทดลองในปี 1798 โดย Henry Cavendish แต่พิสูจน์ได้ยากอย่างน่าทึ่งที่จะวัดได้อย่างแม่นยำ
     • สามารถเขียนได้โดยใช้หน่วยพื้นฐานเท่านั้นเช่นตั้งแต่
   • มวลและรัศมีขึ้นอยู่กับดาวเคราะห์ที่คุณต้องการหลบหนี
   • จำเป็นต้องแปลงค่าเป็นระบบสากล. กล่าวอีกนัยหนึ่งมวลจะต้องแสดงเป็นกิโลกรัม () และระยะทางต้องแสดงเป็นเมตร () หากคุณพบค่าในหน่วยต่างๆเช่นไมล์ให้ทำการแปลง
3. กำหนดมวลและรัศมีของดาวเคราะห์ที่คุณอยู่ ในกรณีของโลกสมมติว่าคุณอยู่ที่ระดับน้ำทะเล e.
   • ค้นหาตารางมวลและรังสีจากดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์อื่นในอินเทอร์เน็ต
4. แทนค่าในสมการ เมื่อคุณมีข้อมูลที่ต้องการแล้วคุณสามารถเริ่มแก้ปัญหาได้
5. วิเคราะห์. อย่าลืมตรวจสอบหน่วยในเวลาเดียวกันและยกเลิกหากเป็นไปได้เพื่อให้ได้โซลูชันที่สอดคล้องกัน
   • ในขั้นตอนสุดท้ายสามารถแปลงคำตอบได้โดยการคูณค่าที่ได้จากปัจจัยการแปลง

เคล็ดลับ

• เนื่องจากค่าคงที่ความโน้มถ่วงของนิวตันค่อนข้างยากที่จะวัดได้อย่างแม่นยำจึงมักทราบค่าพารามิเตอร์ความโน้มถ่วงมาตรฐานที่แม่นยำกว่ามาก เป็นไปได้ที่จะใช้แทนเพื่อคำนวณความเร็วในการหลบหนี
  • พารามิเตอร์ความโน้มถ่วงมาตรฐานของโลกเท่ากับ