ЯК досягти другої космічної швидкості

Другу космічну швидкість називають також параболічної, або «швидкістю визволення». Тіло, що володіє незначною масою в порівнянні з масою планети, здатне подолати її гравітаційне тяжіння, якщо повідомити йому цю швидкість.

Інструкція

Друга космічна швидкість - величина, яка не залежить від параметрів «тікає» тіла, а визначається радіусом і масою планети. Таким чином, вона є її характеристичної величиною. Першу космічну швидкість необхідно додати тілу, щоб воно стало штучним супутником. При досягненні ж другий - космічний об'єкт покидає гравітаційне поле планети і стає супутником Сонця, подібно всім планетам сонячної системи. Для Землі перша космічна швидкість становить 7,9 км / с, друга - 11,2 км / с. Друга космічна швидкість Сонця дорівнює 617,7 км / с.

Як отримати цю швидкість теоретично? Зручно розглянути задачу «з іншого кінця»: нехай тіло летить з нескінченно віддаленої точки і падає на Землю. Ось швидкість «падіння» і потрібно розрахувати: її ж потрібно повідомити тілу, щоб позбавити його від гравітаційного впливу планети. Кінетична енергія апарату повинна компенсувати роботу з подолання сили тяжіння, перевищувати її.

Отже, коли тіло віддаляється від Землі, сила тяжіння здійснює негативну роботу, і в результаті кінетична енергія тіла знижується. Але паралельно з цим зменшується і сама сила тяжіння. Якщо енергія E зрівняється з нулем перш, ніж сила тяжіння звернеться в нуль, апарат «завалиться» назад на Землю. По теоремі про кінетичної енергії 0- (mv ^ 2) / 2 = A. Таким чином, (mv ^ 2) / 2 = -A, де m - маса об'єкта, A - робота сили тяжіння.

Роботу можна обчислити, знаючи маси планети і тіла, радіус планети, значення гравітаційної постійної G: A = -GmM / R. Тепер можна підставити роботу в формулу швидкості і отримати, що: (mv ^ 2) / 2 = -GmM / R, v = v-2A / m = v2GM / R = v2gR = 11,2 км / с. Звідси видно, що друга космічна швидкість більше першої космічної у v2 раз.

Слід взяти до уваги той факт, що тіло взаємодіє не тільки з Землею, а й іншими космічними тілами. Маючи другу космічну швидкість, воно не стає «істинно вільним», але стає супутником Сонця. Лише повідомивши об'єкту, що знаходиться поблизу Землі, третю космічну швидкість (16,6 км / с), можна вивести його і з поля дії Сонця. Так воно покине гравітаційні поля і Землі, і Сонця, і взагалі вилетить за межі Сонячної системи.