Шығу жылдамдығы және орбиталық жылдамдық
Ашу жылдамдығы мен орбиталық жылдамдық физикаға қатысты екі өте маңызды ұғым. Бұл ұғымдар спутниктік жобалар және атмосфералық ғылым сияқты салаларда өте маңызды. Бізде атмосфера бар, ал айда жоқ болуының себебі - қашу жылдамдығы. Тиісті салаларда озық болу үшін осы ұғымдарды жақсы түсіну өте маңызды. Бұл мақалада қашу жылдамдығын орбиталық жылдамдықпен, олардың анықтамалары, есептеулері, ұқсастықтары және ең соңында айырмашылықтары салыстыруға тырысады.
Шығу жылдамдығы
Гравитациялық өріс теориясынан белгілі болғандай, массасы бар объект әрқашан объектіден шектеулі қашықтықта орналасқан кез келген басқа нысанды тартады. Қашықтық артқан сайын екі нысан арасындағы күш қашықтықтың кері квадратымен азаяды. Шексіздікте екі заттың арасындағы күш нөлге тең. Массаның айналасындағы нүктенің потенциалы бірлік массасы бар объектіні шексіздіктен берілген нүктеге жеткізу үшін орындалатын жұмыс ретінде анықталады. Әрқашан тартымдылық болғандықтан, жұмыс істеу керек теріс; сондықтан нүктедегі потенциал әрқашан теріс немесе нөлге тең болады. Потенциалды энергия - әкелінген объектінің массасына көбейтілген потенциал. Шығу жылдамдығы объектіні басқа күшсіз шексіздікке жіберу үшін оған берілуі керек жылдамдық ретінде анықталады. Энергия бойынша берілген жылдамдыққа байланысты кинетикалық энергия потенциалдық энергияға тең. Осы теңдік арқылы біз қашу жылдамдығын (2GM/r) квадрат түбірі ретінде аламыз. Мұндағы r – потенциал өлшенетін нүктеге дейінгі радиалды қашықтық.
Орбиталық жылдамдық
Орбиталық жылдамдық - белгілі бір орбитада болу үшін объект ұстап тұру керек жылдамдық. Радиусы r орбитамен жүретін объект үшін орбиталық жылдамдық (F r/m) квадрат түбірімен беріледі, мұндағы F – ішке кіретін таза күш және m – орбиталық нысанның массасы. Массалар жүйесіндегі ішкі күш GMm/r2 Осыны ауыстыру арқылы орбиталық жылдамдықты (GM/r) квадрат түбірі ретінде аламыз. Мұны консервативті өрістің механикалық энергиясын сақтау арқылы да дәлелдеуге болады. Айта кету керек, орбиталық жылдамдық бағытты өзгертеді. Демек, бұл шын мәнінде үдеу, бірақ жылдамдықтың шамасы өзгермейді. Ғарыштағы аздаған энергия жоғалтулары бұл кинетикалық энергияның төмендеуіне әкеледі, содан кейін нысан тұрақтандыру үшін төменгі орбитаға келеді.
Шығу жылдамдығы мен орбиталық жылдамдықтың айырмашылығы неде?
• Шығу жылдамдығы - бұл жерден шығу үшін қажетті жылдамдық.
• Орбиталық жылдамдық – объектіні орбитада ұстау үшін қажетті жылдамдық.
• Бұл екі шама да қозғалатын нысанға тәуелсіз.
• Нысан шексіздікке жеткенде қашу жылдамдығы төмендейді, ал шексіздікте жылдамдық нөлге тең болады.
• Орбиталық жылдамдық орбита бойы тұрақты болып қалады. Орбитаның жылдамдығы бағытты өзгертеді.
