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脱出速度はどのように得られますか?

エスケープ速度とは、それ以上推進せずに、惑星や星のような天体の重力を逃れるためにオブジェクトが必要とする最小速度です。これがどのように取得されているかは次のとおりです。

概念を理解する:

* 重力プル: 質量を持つすべてのオブジェクトは、他のオブジェクトに重力を発揮します。質量が強いほど、引きが強くなります。

* エネルギーが必要: 重力プルから逃れるために、オブジェクトは天体の重力のために持っているポテンシャルエネルギーを克服する必要があります。

* 運動エネルギー: オブジェクトの動きはこのエネルギーを提供します。オブジェクトが速いほど、より多くの運動エネルギーがあります。

エスケープ速度の式:

エスケープ速度(Vₑ)は、次の式を使用して計算できます。

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vₑ=√(2gm/r)

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どこ:

* g: 重力定数(約6.674×10〜¹m³/kg・s²)

* m: 天体の質量(kg)

* r: 天体の半径(メートル)

それがどのように機能するか:

1。重力ポテンシャルエネルギー: 天体の表面にある物体には、特定の重力ポテンシャルエネルギー(GPE)があります。このエネルギーは負で、物体が重力によって天体に結合していることを示しています。

2。運動エネルギー: オブジェクトがより速く移動すると、その運動エネルギーが増加します。

3。逃避速度: オブジェクトの運動エネルギーがGPEの絶対値以上に等しい場合、重力プルから逃げます。これは、オブジェクトが天体から無限の距離に達するのに十分なエネルギーを持つポイントです。

例:

地球の脱出速度を計算しましょう:

* m(地球): 5.972×10²⁴kg

* r(地球): 6,371,000メートル

これらの値を式に差し込む:

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vₑ=√(2 * 6.674×10⁻¹¹m³ / kg・s² * 5.972×10²kg / 6,371,000 m)

Vₑ≈11,186m/s

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これは、地球の重力から逃れるために、オブジェクトが毎秒約11,186メートル(時速約25,000マイル)で移動する必要があることを意味します。

重要な注意:

* 空気抵抗: 式は真空を想定しているため、実際には、空気抵抗を考慮する必要があります。

* 不均一重力: フォーミュラは、天体が均一な重力を持っていると仮定しますが、これは完全に正確ではありません。

* その他の要因: オブジェクトの軌跡や他の天体の存在などの他の要因も、脱出速度に影響を与える可能性があります。

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