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空気抵抗を無視して、重力プルを逃れるために発射体が地球の表面に発射する必要がある最小初期速度は何ですか?

これは古典的な物理学の問題です!最小エスケープ速度を計算する方法は次のとおりです。

概念を理解する

* エスケープ速度: オブジェクトが惑星または他の天体の重力引っ張りから逃れるために必要な最小速度で、決して戻らない。

* 重力ポテンシャルエネルギー: 重力場での位置のためにオブジェクトが所有するエネルギー。

* 運動エネルギー: オブジェクトがその動きのために所有するエネルギー。

計算

1。エネルギーの保存: 重要なのは、エネルギー保存の原理を使用することです。 発射体が地球から離れると、その重力ポテンシャルエネルギーが増加し、その運動エネルギーは減少します。脱出速度では、発射体の運動エネルギーは地球から無限に遠く離れてゼロになります。

2。方程式の設定:

*初期運動エネルギー(KE) +初期重力ポテンシャルエネルギー(GPE)=最終KE +最終GPE

*(1/2)mv² -gmm/r =0 + 0

どこ:

* M =発射体の質量

* v =エスケープ速度

* g =重力定数(6.674×10〜¹m³/kgs²)

* M =地球の質量(5.972×10²⁴kg)

* r =地球の半径(6.371×10⁶m)

3。脱出速度の解決:

*(1/2)mv²=gmm/r

*v²=2gm/r

* v =√(2gm/r)

4。値のプラグ:

* v =√(2 * 6.674×10⁻¹¹m³ / kgs² * 5.972×10²kg / 6.371×10〜m)

*V≈11,180m/s

したがって、発射体が重力プルを逃れるために地球の表面に発射体が持つ必要がある最小初期速度(空気抵抗を無視)は約11,180 m/s(または約25,000 mph)です。

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