Փախուստի արագություն ընդդեմ ուղեծրային արագության
Փախուստի արագությունը և ուղեծրի արագությունը երկու շատ կարևոր հասկացություններ են, որոնք ներգրավված են ֆիզիկայում: Այս հասկացությունները շատ կարևոր են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են արբանյակային նախագծերը և մթնոլորտային գիտությունը: Փախուստի արագությունն է պատճառը, որ մենք ունենք մթնոլորտ, իսկ լուսինը չունի: Կարևոր է այս հասկացությունների լավ ըմբռնումը համապատասխան ոլորտներում առաջադիմելու համար: Այս հոդվածը կփորձի համեմատել փախուստի արագությունը ուղեծրային արագության հետ, դրանց սահմանումները, հաշվարկները, նմանությունները և վերջապես տարբերությունները:
Փախուստի արագություն
Ինչպես գիտենք գրավիտացիոն դաշտի տեսությունից, զանգված ունեցող մարմինը միշտ ձգում է ցանկացած այլ առարկա, որը գտնվում է օբյեկտից սահմանափակ հեռավորության վրա:Քանի որ հեռավորությունը մեծանում է, երկու առարկաների միջև ուժը նվազում է հեռավորության հակադարձ քառակուսու հետ: Անսահմանության դեպքում երկու առարկաների միջև ուժը զրո է: Զանգվածի շուրջ կետի պոտենցիալը սահմանվում է որպես այն աշխատանքը, որը պետք է կատարվի միավոր զանգվածի օբյեկտը անսահմանությունից տվյալ կետ բերելու համար: Քանի որ միշտ կա գրավչություն, աշխատանքը պետք է արվի բացասական է. հետևաբար, պոտենցիալը մի կետում միշտ բացասական է կամ զրո: Պոտենցիալ էներգիան այն ներուժն է, որը բազմապատկվում է բերված օբյեկտի զանգվածով: Փախուստի արագությունը սահմանվում է որպես արագություն, որը պետք է տրվի օբյեկտին, որպեսզի այն ուղարկվի դեպի անսահմանություն առանց որևէ այլ ուժի: Էներգիայի առումով տվյալ արագության շնորհիվ կինետիկ էներգիան հավասար է պոտենցիալ էներգիային։ Այս հավասարությամբ մենք ստանում ենք փախուստի արագությունը որպես քառակուսի արմատ (2GM/r): Այնտեղ, որտեղ r-ը շառավղային հեռավորությունն է մինչև այն կետը, որը չափվում է:
Օրբիտային արագություն
Ուղեծրային արագությունն այն արագությունն է, որը մարմինը պետք է պահպանի որոշակի ուղեծրի վրա գտնվելու համար:R շառավղով ուղեծրով ընթացող օբյեկտի համար ուղեծրի արագությունը տրվում է (F r/m) քառակուսի արմատով, որտեղ F-ը դեպի ներս զուտ ուժն է, իսկ m-ը՝ ուղեծրային օբյեկտի զանգվածը: Զանգվածային համակարգում ներգնա ուժը GMm/r2 է, փոխարինելով այն՝ մենք ստանում ենք ուղեծրի արագությունը որպես քառակուսի արմատ (GM/r): Սա կարելի է ապացուցել նաև պահպանողական դաշտի մեխանիկական էներգիայի պահպանման միջոցով: Պետք է նշել, որ ուղեծրի արագությունը փոխում է ուղղությունը։ Հետևաբար, սա իրականում արագացում է, բայց արագության մեծությունը չի փոխվում: Տիեզերքում էներգիայի փոքր կորուստները հանգեցնում են այս կինետիկ էներգիայի կրճատմանը, այնուհետև օբյեկտը գալիս է ավելի ցածր ուղեծիր՝ կայունանալու համար:
Ո՞րն է տարբերությունը Escape Velocity-ի և Orbital Velocity-ի միջև:
• Փախուստի արագությունն այն արագությունն է, որն անհրաժեշտ է մակերեսից փախչելու համար:
• Ուղեծրային արագությունը այն արագությունն է, որն անհրաժեշտ է օբյեկտը ուղեծրում պահելու համար:
• Այս երկու մեծություններն էլ անկախ են շարժվող առարկայից:
• Փախուստի արագությունը կնվազի, քանի որ օբյեկտը հասնում է անսահմանության, իսկ անսահմանության դեպքում արագությունը կկազմի զրո:
• Ուղեծրային արագությունը մնում է հաստատուն ամբողջ ուղեծրում: Ուղեծրային արագությունը փոխում է ուղղությունը։
