Первая космическая скорость и все космические скорости Земли

Космические скорости - первая космическая скорость вторая космическая скорость
Когда речь идет о полетах в космос, часто употребляется термин космическая скорость. Что такое — первая космическая скорость Земли и по какой формуле ее рассчитывают, чему равна первая космическая скорость.  В физике такой характеристикой обладают объекты, которые движутся по орбите или по параболе с выключенным двигателем. Ее придают космическим аппаратам при запуске их в космос с поверхности Земли, чтобы вывести их на орбиту. Данная физическая величина описывается формулами, которые простой человек не всегда может понять. В науке выделяется несколько значений данного вида:
  • первая космическая скорость – орбитальная;
  • вторая космическая скорость – планетарная;
  • третья космическая скорость – звездная;
  • четвертая космическая скорость – галактическая.
При проведении расчетов при осуществлении запуска космических объектов, используется чаще всего формула первой космической скорости или второй. В ней учитывается однородная поверхность нашей планеты, имеющей форму шара и радиус в 6371 км. Орбита спутника и расстояние от центра земли В качестве противодействующей всемирному тяготению силы, которое испытывают материальные тела, при расчетах используется значение центробежной силы, с помощью которой преодолевается гравитация. Формула первой космической скорости в физике, а также формулы аналогичных значений, учитываю всегда типа движения аппаратов и воздействие силы гравитации космических объектов.

Теоретическое понятие космической скорости

Космической скоростью обладают все космические объекты, которые движутся по орбите. Форма и размер орбитального пути зависит от величины скорости движения и ее направленности, высоты, на которой пришлось выключение двигателя космического объекта. Первая космическая скорость Чтобы рассчитать, чему равна первая космическая скорость, следует учесть, в сфере действия гравитации каких небесных тел производился запуск космического объекта. В физике и космонавтике у первой космической скорости определение такое: это скоростные значения, с которыми спутник движется вокруг планеты по круговой орбите, не удаляясь и не падая на нее. Для нее орбита — это окружность.

Формула первой космической скорости

Первая космическая скорость Земли это круговая скорость, которую нужно придать объекту, не имеющему двигателя, без учета сопротивления земной атмосферы и вращения нашей планеты, при выводе его на земную орбиту, равную радиусу Земли.
Первая космическая скорость равна 7,91 км/с
Рассчитывается первая космическая скорость по формуле \displaystyle |v|=\sqrt{\frac{GM}{R+h}}, в которой радиус орбиты запущенного тела создается радиусом планеты, с которой произошел запуск, и высоты на которую удалось от отправить объект при старте. В формуле первой космической скорости M — масса планеты (в кг), R — радиус планеты (м), h — расстояние от поверхности планеты (м), гравитационная постоянная — гравитационная постоянная. Первая космическая скорость по формуле рассчитывается из формул силы притяжения и центробежной силы, равенство которых тело испытывает, вращаясь на заданной орбите вокруг планеты. Для следующих небесных объектов первая космическая скорость составляет примерно:
  • для преодоления гравитации Земли 8000 м/c
  • для преодоления гравитации Солнца 437000 м/c
  • для преодоления гравитации Луны 1680 м/c
  • для преодоления гравитации Марса 3530 м/c

Вторая космическая скорость

Вторая космическая скорость – это параболическая скорость, которую еще называют скоростью убегания. Это наименьшее ускорение, которое должен получить небесный объект, чтобы преодолеть земное притяжение и вырваться к другим планетам, однако не покидая Солнечной Системы. Рассчитывается вторая космическая скорость по формуле v_2=\sqrt{2G \frac{M}{R}}, где M — масса планеты, кг, R — радиус планеты. Вторая космическая скорость для преодоления гравитации Земли составляет примерно 11,2 км/с. Вторая космическая скорость После того как тело приобрело такую убегающую скорость, оно не получает негравитационного ускорения, так как двигатель выключен, а атмосфера в космосе отсутствует. Вторая космическая скорость по формуле имеет следующие значения для разных планет:
  • для Земли 11,2 км/с;
  • для Солнца 617,7 км/с;
  • для Луны  2,4 км/с.
Движение при таком ускорении осуществляется по параболе.

Связь первой и второй космических скоростей

Первая и вторая космические скорости связаны соотношением: v_2=v_1 \sqrt{2}

Что такое третья космическая скорость

Звездная скорость нужна тогда, когда космический аппарат должен выйти за пределы нашей Солнечной системы. При проведении расчёта предполагается, что ракета должна приобрести нужное ускорение уже на Земле и после этого не получает негравитационного ускорения. Движется ракета в этом случае примерно на такой же скорости, что наша планета, вращающаяся вокруг Солнца.
Третья космическая скорость составляет 16,6 км/с.
Третья космическая скорость Третья космическая скорость определяется с учетом орбитальной скорости движения планеты вокруг Солнца. При старте ракеты с Земли, для выхода ее из Солнечной Системы — необходима минимальная скорость примерно 16,650 км/с.

Что такое четвертая космическая скорость

Данный параметр необходимо рассчитать, когда запускаемый космический аппарат должен будет покинуть пределы Галактики Млечный путь. В космонавтике он сегодня практически не используется, так как нет таких аппаратов, способных совершать такие глобальные космические путешествия. Четвертая космическая скорость — минимальная скорость движения ракеты, чтобы покинуть пределы Галактики, примерно равна 550 км/с. Данные значения пока используются только в теоретических построениях астрономов и физиков. Четвертая космическая скорость Такой скоростью пока обладают только некоторые пульсары (например, пульсар B1508+55, который движется со скоростью 1000 км/с). Приобрести такую скорость могут звезды, расположенные вблизи черных дыр, после придания им импульса движения — тогда их скорость может возрасти до 4000 км/с.
Оцените статью
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Литература, математика, русский язык, физика, география, история, астрономия и обществознание
Подписаться
Уведомить о
2 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Маня

То есть, получается, всего то построить такой аппарат, чтобы мог преодолевать нужную космическую скорость и можно хоть на орбиту, хоть к другим планетам, хоть к другим галактикам.

Борис
Ответить на  Маня

В принципе к звёздам можно лететь на любой скорости, не обязательно на «пятой». Хоть 2 миллиметра в неделю. Просто это будет энергетически невыгодно.