Es necessita un cert nivell de velocitat perquè un objecte aconsegueixi una òrbita al voltant d’un cos celeste com la Terra. Es necessita una velocitat encara més gran per alliberar-se d'aquesta òrbita. Quan els astrofísics dissenyen coets per viatjar a altres planetes —o fora del sistema solar completament— utilitzen la velocitat de rotació de la Terra per accelerar els coets i llançar-los fora de l’abast de la gravetat de la Terra. La velocitat necessària per alliberar-se d’una òrbita es coneix com a velocitat d’escapament.
Vés a la secció
- Què és Escape Velocity?
- Com funciona Escape Velocity?
- Com es calcula la velocitat d'escapament?
- Quina és la velocitat d'escapament de la Terra?
- Quina diferència hi ha entre la velocitat d’escapament i la velocitat orbital?
- Voleu obtenir més informació sobre l'exploració espacial?
- Més informació sobre la MasterClass de Chris Hadfield
Chris Hadfield ensenya exploracions espacials Chris Hadfield ensenya exploracions espacials
L’ex comandant de l’Estació Espacial Internacional us ensenya la ciència de l’exploració espacial i el que ens depara el futur.
Aprèn més
Què és Escape Velocity?
La velocitat d’escapament, tal com s’aplica a la ciència dels coets i al viatge espacial, és la velocitat necessària perquè un objecte (com un coet) escapi de l’òrbita gravitatòria d’un cos celeste (com ara un planeta o una estrella).
Com funciona Escape Velocity?
Igual que la velocitat orbital, la velocitat d'escapament varia en funció de la distància que un objecte es troba d'un centre de gravetat. En termes pràctics, com més alta sigui l’altitud del coet per sobre de la Terra, menys velocitat serà necessària per:
com configurar una sessió de fotos
- Orbita la Terra
- Escapa del camp gravitatori de la Terra per complet
Un dels motius pels quals els satèl·lits de comunicacions poden orbitar la Terra sense gastar energia constantment és que subsisteixen a una altitud milles sobre la Terra. Per contra, un avió comercial, que vola molt més a prop de la superfície del planeta, ha d’exercir constantment energia per romandre al cel. Per aquest mateix principi, es necessita comparativament menys energia per a un coet allunyat de la superfície terrestre per aconseguir la velocitat d’escapament que si el coet volés a prop de la terra.
Chris Hadfield ensenya l'exploració espacial La doctora Jane Goodall ensenya la conservació Neil deGrasse Tyson ensenya el pensament i la comunicació científics Matthew Walker ensenya la ciència d'un millor son
Com es calcula la velocitat d'escapament?
La velocitat d’escapament és una funció de la velocitat orbital d’un objecte. Si preneu la velocitat necessària per mantenir l'òrbita a una altitud determinada i la multipliqueu per l'arrel quadrada de 2 (que és aproximadament 1,414), obtindreu la velocitat necessària per escapar de l'òrbita i el camp gravitatori que controla aquesta òrbita.
En el context de l’exploració de l’espai humà, tingueu en compte una nau espacial que orbita actualment al voltant de la terra. Si dispara el motor prou temps, finalment anirà prou ràpid per volar cap a l’espai profund, escapant de la gravetat del planeta. Aquesta velocitat, anomenada velocitat d’escapament, és simplement l’arrel quadrada de 2, o 41 per cent més ràpida que la velocitat orbital.
Quina és la velocitat d'escapament de la Terra?
En termes teòrics, la velocitat d’escapament a la superfície de la Terra és d’11,2 km per segon (6,96 milles per segon). La velocitat d'escapament a la superfície de la lluna és d'aproximadament 2,4 km per segon (1,49 milles per segon).
En l’aplicació pràctica, aquestes xifres no són massa importants. Els coets no escapen de la gravetat de la Terra llançant directament des de la superfície. Més aviat, els enginyers astronòmics envien primer aquests coets a l'òrbita i després utilitzen la velocitat orbital com una fona per impulsar un coet a la seva velocitat d'escapament necessària. A més, les velocitats d’escapament enumerades anteriorment no tenen en compte la resistència atmosfèrica, que realment augmentaria la velocitat necessària necessària per escapar del camp gravitatori del planeta. Aquesta és una de les raons més per les quals els científics de coets posen per primera vegada les naus espacials en òrbita abans de disparar contra la velocitat d’escapament.
com fer un assaig de causa i efecte
Classe magistral
Suggerit per a vosaltres
Classes en línia impartides per les ments més grans del món. Amplieu els vostres coneixements en aquestes categories.
Chris HadfieldEnsenya exploració espacial
Més informació Dr. Jane GoodallEnsenya Conservació
què és un amplificador d'estat sòlidMés informació Neil deGrasse Tyson
Imparteix pensament i comunicació científics
Més informació Matthew WalkerEnsenya la ciència d’un millor son
Aprèn mésQuina diferència hi ha entre la velocitat d’escapament i la velocitat orbital?
Penseu com un professional
L’ex comandant de l’Estació Espacial Internacional us ensenya la ciència de l’exploració espacial i el que ens depara el futur.
Veure la classeLa velocitat orbital és la velocitat necessària per aconseguir l'òrbita al voltant d'un cos celeste, com un planeta o una estrella, mentre que la velocitat d'escapament és la velocitat necessària per sortir d'aquesta òrbita. Mantenir la velocitat orbital requereix viatjar a una velocitat sostinguda que:
- S'alinea amb la velocitat de rotació del cos celeste
- És prou ràpid per contrarestar la força de la gravetat que tira de l’objecte que orbita cap a la superfície del cos
La velocitat orbital és possible gràcies a la superfície corba d’un planeta, una estrella o un altre cos celeste. Un objecte que orbita tendeix a moure's en línia recta, mentre que el cos que està orbitant es corba. Com a tal, la curvatura constant del cos orbitat impedeix que l’objecte orbitant caigui fins a la superfície, sempre que l’objecte orbitant mantingui la velocitat adequada.
A l’espai, és més fàcil mantenir una velocitat constant que a la terra, a causa del principi d’inèrcia. Una de les lleis d’inèrcia de Sir Isaac Newton estableix que un objecte en moviment tendeix a mantenir-se en moviment, tret que s’exerceixi sobre una força externa. Dins de l’atmosfera terrestre, un objecte volador es troba amb moltes molècules d’aire, que acumulativament disminueixen la velocitat d’aquest objecte mentre vola pel cel. A mesura que es viatja més enllà de l’atmosfera terrestre, l’aire es torna més buit, amb menys molècules per contrarestar la velocitat cap endavant d’un objecte en òrbita.
què és un tema en una història
Obteniu més informació sobre la velocitat orbital a la nostra guia completa aquí.
Voleu obtenir més informació sobre l'exploració espacial?
Tant si sou un enginyer astronàutic incipient com si voleu estar més informat sobre la ciència del viatge espacial, és essencial conèixer la rica i detallada història del vol espacial humà per entendre com ha avançat l’exploració espacial. A la MasterClass sobre exploració espacial de Chris Hadfield, l'ex comandant de l'Estació Espacial Internacional proporciona una informació inestimable sobre el que es necessita per explorar l'espai i el futur dels humans a la frontera final. Chris també parla de la ciència del viatge espacial, de la vida com a astronauta i de com volar a l’espai canviarà per sempre la forma de pensar sobre viure a la Terra.
Voleu obtenir més informació sobre l’exploració espacial? La membresia anual de MasterClass ofereix lliçons en vídeo exclusives de mestres científics i astronautes com Chris Hadfield.
