1。オブジェクトに作用する力
* 重力: オブジェクトに作用する主力は、オブジェクト(質量m)と惑星(質量m)の間の重力です。この力は、ニュートンの普遍的な重力の法則によって与えられます。
f =g *(m * m) / r^2
どこ:
* gは重力定数です(約6.674 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2)
* rは、オブジェクトの質量の中心と惑星の質量中心との間の距離です。
* 空気抵抗(今のところ無視): 簡単にするために、最初は空気抵抗を無視します。より現実的になりたい場合は、オブジェクトの形状、サイズ、惑星の大気の密度を考慮する必要があります。
2。加速
* 自由落下: 物体は重力のために自由落下しています。 重力による加速は次のとおりです。
a =f / m =g * m / r^2
* 可変加速: 加速は一定ではないことに注意してください。オブジェクトが惑星に近づくと増加します(Rが減少します)。
3。 計算時間と速度
* 統合: 惑星と最終速度に到達するのにかかる時間を得るには、加速度方程式を統合する必要があります。これは、単純な一定の加速問題よりも少し複雑です。
* ポテンシャルエネルギー: ポテンシャルエネルギーの概念を使用して、計算を簡素化できます。高さHでのオブジェクトのポテンシャルエネルギーは次のとおりです。
u =-g *(m * m) /(r + h)
ここで、rは惑星の半径です。オブジェクトが落ちると、このポテンシャルエネルギーは運動エネルギーに変換されます。
4。 考慮すべき重要なポイント:
* エスケープ速度: オブジェクトの初期速度が惑星の脱出速度よりも大きい場合、表面に落ちることはありません。エスケープ速度は次のように与えられます。
v_escape =√(2gm/r)
* 空気抵抗: 空気抵抗が重要な場合、オブジェクトが遅くなり、衝撃速度がそれなしで計算するものよりも低くなります。
これらの概念のいずれかをより詳細に調査したい場合、または特定の問題がある場合は、作業したい場合はお知らせください!