物理学では、脱出速度は、自由で推進力のない物体が巨大な物体の重力の影響から逃れるために必要な最小速度です。地球の重力場または惑星から脱出するために必要な最小速度は、脱出速度として知られています。
脱出速度は、オブジェクトが質量の重力から逃れることを可能にする軌道で弾道オブジェクトを送るためにのみ必要です。これとは別に、重力から抜け出すためには、ロケットや宇宙船も推進モードと十分な推進剤 (燃料) を必要とし、最大の加速を得ることができます。
脱出速度の仕組み
軌道速度と同様に、脱出速度は 2 つの異なるものであり、距離に基づいて推定され、知識が得られます。しかし、脱出速度は、物体が重心にあるときの軌道速度の距離によって異なります。
同時に、脱出速度はその高さに基づいて決定されます。地球からの物体の高さが高いほど、その脱出速度は遅くなります。この脱出速度は、地球の重力場を完全に回避することが主な目的である体のある点に依存します。
これに伴い、地球の公転にかかる時間も重要です。通信衛星は、地球から非常に高い高度にあるため、継続的にエネルギーを使用し、継続的に回転しています。これとは別に、他の飛行機は地球の表面にあるため多くのエネルギーを使用し、そのエネルギーのために地球の表面にとどまります。ロケットは主に脱出速度を使用しますが、航空機は脱出速度を使用しません。
地球の脱出速度
地球表面での脱出速度も月面での脱出速度も場所によって異なります。地球と月の表面での脱出速度は、それぞれ秒速 11.2 km (6.96 mph) と秒速 2.4 km (1.49 mph) です。このデータもそれほど重要ではありません。
地球の表面から送り出されなければならないロケットや物体は、おそらく重力を経験しなければなりません。このために、ロケットは必要な脱出速度まで推進されます。彼は軌道速度を使用します.
大気抵抗は脱出速度には関係ありません。重力場から逃れるために速度を上げて地球から送り出されます。
脱出速度の式
ある距離にある球形の星または惑星の脱出速度は、次の式で計算されます。
脱出速度 =√2 ( 重力定数) ( 惑星または月の質量) / 惑星または月の半径
Ve =√2G.M / r
ここで、「G」は万有引力定数で、その値は 6.67 × 10-11 ニュートン kg-2 m2 で、「M」は分割できる物体の質量、「r」は物体の中心からの距離です。オブジェクトへの質量。脱出速度の次元式は [M0L1T-1]
より大きな物体の質量は、体から逃げる物体の質量とは無関係です。逆に、同じ式で与えられる脱出速度に等しい質量の物体から、無限遠から始まり、速度ゼロで、質量 M の引力で落下する物体は衝突します。初速度 'V' が速度を逃れると、オブジェクトは双曲線超過速度または無限速度に漸近的に近づきます。大気摩擦 (空気抵抗) は考慮されていません。
(v∞ )2 =(V)2 – (ve )2
派生
エネルギー保存則で脱出速度を説明することもできます。球体にある物体は主に重力を受けます。また、ここで経験するエネルギーは、運動エネルギー (K) と重力ポテンシャル エネルギー (Ug) の 2 種類だけです。また、エネルギー保存の原則に従います。
(K+Ug)i =(K+Ug)f
運動エネルギー、K =1/2 mv
重力ポテンシャルエネルギー、U =GMm / r
うぐf は距離が無限なので 0 で、K
Ve =√ 2G.M /√ r
結論
脱出速度は、自由で推進力のない物体が巨大な物体の重力の影響から逃れるために必要な最小速度です。地球の重力場または惑星から脱出するために必要な最小速度は、脱出速度として知られています。
