Gravitacijos spąstuose

Žemė yra žmonijos namai, jos lopšys. Tačiau dar visai neseniai tai buvo ir jo kalėjimas. Jėga, suformavusi jo išvaizdą, gravitacijos jėga, išlaikė žmogų planetoje ir nesuteikė jam galimybės patekti į pasaulius, kurie spindėjo virš jo galvos. Pirmasis pabėgimo greitis jam buvo nepasiekiamas dar visai neseniai.

Jei akmenį messite stipriai, jo greičio nepakaks, kad įveiktų žemės gravitaciją, ir galiausiai ji patrauks jį link savęs. Tačiau kuo stipriau messite įsivaizduojamą akmenį, tuo didesnis bus jo greitis ir tuo labiau jis subalansuos gravitacijos jėgą. Pagaliau ateis momentas, kai akmuo pradės be galo kristi į Žemę – pasieks pirmąjį kosminį greitį. Tai galima paaiškinti prikabinus svarmenį prie virvės ir sukant jį ratu. Virvė veiks kaip gravitacija, neleisdama kroviniui judėti tiesia linija ir tolygiai ir priversdama jį judėti apskritimu, kurio centre yra virvę laikanti ranka.

Begaliniame rudenį

Kadangi dangaus kūnai turi skirtingi svoriai ir tankis, pirmasis pabėgimo greitis kiekvieno iš jų paviršiuje bus skirtingas. Jis tiesiog apskaičiuojamas kaip gravitacijos pagreičio ir spindulio sandaugos kvadratinė šaknis dangaus kūnas. Žemei mažiausias greitis, kuriuo kūnas pradeda judėti orbitoje aplink ją, yra žemės paviršiaus yra 7,9 km/s. Kaip daugiau aukščio virš Žemės, tuo mažesnis šis greitis. Begalinio kritimo metu kūno ir visų ant jo esančių ar jame esančių objektų svoris lygus nuliui; jie sako, kad atsiranda nesvarumo būsena. Tačiau tuo pačiu metu objektų masė išlieka nepakitusi.

Išlaisvinimas raketa

Iki XX amžiaus šeštojo dešimtmečio vidurio nebuvo nei žmogaus raumenų jėgos, nei gyvūnų energijos, garų ar variklių. vidaus degimas negalėjo pagreitinti važiuojančių transporto priemonių iki atitinkamo greičio. Tačiau vis dar viduje pabaigos XIX amžiuje rusų išradėjas ir savamokslis mokslininkas Konstantinas Ciolkovskis matematiškai įrodė, kad pirmąjį kosminį orbitinio skrydžio greitį gali pasiekti orlaivis, kurio varymui naudojamas reaktyvinis trauka, tai yra raketa. Kuo galingesnis jo variklis, tuo geresni degalai ir lengvesnė konstrukcija, tuo didesnis greitis gali pasiekti.

Pirmą kartą žmonijos istorijoje pirmasis pabėgimo greitis buvo perduotas paprasčiausiam tarpžemyniniam palydovui. balistinė raketa R-7, sukurtas SSRS. Pirmąja diena laikoma pirmojo palydovo paleidimo diena – 1957 m. spalio 4 d Kosmoso amžiusžmogiškumas. Šiandien žemoje Žemės orbitoje yra daugiau nei 10 tūkstančių veikiančių ir neveikiančių erdvėlaivių, raketų pakopų, komponentų ir dalių, taip pat kosminių šiukšlių. Pats svoris mažas palydovas vos pasiekia 10 kg, didžiausios – Tarptautinės kosminės stoties – svoris viršija 417 tonų.

...ir tolimoje erdvėje

Jei padidinsite orbitos greitis kol uždara artimos Žemės orbitos elipsė Žemės atžvilgiu pavirs parabole arba hiperbole, tada erdvėlaivisįgis antrą kosminį greitį, identišką tam, kuriuo vyksta planetų ir kitų dangaus kūnų judėjimas aplink Saulę. Tokiu atveju erdvėlaivis iškeliaus į orbitą dirbtinis palydovas Saulė. Tolesnis greičio padidėjimas viršys gravitacinis patrauklumas mūsų žvaigždė, o erdvėlaivis, įgavęs trečią kosminį greitį, leisis į tarpžvaigždinę kelionę, sukdamasis aplink mūsų Paukščių Tako galaktikos centrą.

„Vienodas ir netolygus judėjimas“ - t 2. Netolygus judėjimas. Jablonevka. L 1. Uniforma ir. L2. t 1. L3. Chistoozernoe. t 3. Vienodas judėjimas. =.

"Kreivinis judėjimas" - Centripetinis pagreitis. VIENODAS APSKAITINIS KŪNO JUDĖJIMAS Išsiskiria: - kreivinis judėjimas su pastoviu modulio greičiu; - judėjimas su pagreičiu, nes greitis keičia kryptį. Išcentrinio pagreičio ir greičio kryptis. Taško judėjimas apskritime. Kūno judėjimas apskritimu pastoviu absoliučiu greičiu.

„Kūnų judėjimas plokštuma“ - įvertinkite gautas nežinomų dydžių vertes. Sprendime pakeiskite skaitinius duomenis bendras vaizdas, atlikti skaičiavimus. Padarykite piešinį, kuriame pavaizduokite sąveikaujančius kūnus. Atlikti kūnų sąveikos analizę. Ftr. Kūno judėjimas pasvirusi plokštuma be trinties. Kūno judėjimo pasvirusioje plokštumoje tyrimas.

„Palaikymas ir judėjimas“ – susisiekite su mumis greitoji pagalba atvežė pacientą. Lieknas, sulenktas, stiprus, stiprus, storas, gremėzdiškas, gudrus, blyškus. Žaidimo situacija„Gydytojų konciliumas“. Miegokite ant kietos lovos su žema pagalve. „Kūno palaikymas ir judėjimas. Taisyklingos laikysenos palaikymo taisyklės. Taisyklinga laikysena stovint. Vaikų kaulai yra minkšti ir elastingi.

„Kosmoso greitis“ – V1. SSRS. Štai kodėl. 1961 metų balandžio 12 d Pranešimas nežemiškos civilizacijos. Trečiasis pabėgimo greitis. „Voyager 2“ yra diskas su moksline informacija. Pirmojo pabėgimo greičio Žemės paviršiuje apskaičiavimas. Pirmasis pilotuojamas skrydis į kosmosą. „Voyager 1“ trajektorija. Kūnų, judančių mažu greičiu, trajektorija.

„Kūno dinamika“ – kas yra dinamikos pagrindas? Dinamika yra mechanikos šaka, nagrinėjanti kūnų judėjimo priežastis ( materialūs taškai). Niutono dėsniai taikomi tik inercinės sistemos atgalinis skaičiavimas. Atskaitos sistemos, kuriose įvykdytas pirmasis Niutono dėsnis, vadinamos inercinėmis. Dinamika. Kokiose atskaitos sistemose galioja Niutono dėsniai?

Iš viso yra 20 pristatymų

Bet koks išmestas daiktas anksčiau ar vėliau atsiduria ant žemės paviršiaus, ar tai būtų akmuo, popieriaus lapas ar paprasta plunksna. Tuo pat metu prieš pusę amžiaus į kosmosą buvo paleistas palydovas kosminė stotis arba Mėnulis toliau sukasi savo orbitomis, tarsi mūsų planetos jų visai nepaveiktų. Kodėl tai vyksta? Kodėl Mėnuliui negresia nukristi į Žemę ir kodėl Žemė nejuda link Saulės? Ar tikrai jų neveikia visuotinė gravitacija?

Nuo mokyklos kursas fizikai žinome, kad visuotinė gravitacija veikia bet kurią materialus kūnas. Tada būtų logiška manyti, kad egzistuoja tam tikra jėga, kuri neutralizuoja gravitacijos poveikį. Ši jėga paprastai vadinama išcentrine. Jo poveikį galima nesunkiai pajusti prie vieno siūlo galo pririšus nedidelį svarelį ir išsukus jį ratu. Be to, kuo didesnis sukimosi greitis, tuo stipresnis sriegio įtempimas ir kuo lėčiau sukame apkrovą, labiau tikėtina kad jis nukris.

Taigi mes labai artimi „kosminio greičio“ sąvokai. Trumpai tariant, jį galima apibūdinti kaip greitį, leidžiantį bet kuriam objektui įveikti dangaus kūno gravitaciją. Vaidmuo gali būti planeta, jos ar kita sistema. Kiekvienas objektas, judantis orbita, turi pabėgimo greitį. Beje, orbitos dydis ir forma priklauso nuo greičio, kurį tam tikras objektas gavo tuo metu, kai buvo išjungiami varikliai, dydžio ir krypties, ir nuo aukščio, kuriame šis įvykis įvyko.

Yra keturi pabėgimo greičio tipai. Mažiausias iš jų yra pirmasis. Tai yra mažiausias greitis, kurį jis turi turėti, kad galėtų patekti į žiedinę orbitą. Jo vertę galima nustatyti pagal šią formulę:

V1=õ/r, kur

µ - geocentrinė gravitacinė konstanta (µ = 398603 * 10(9) m3/s2);

r yra atstumas nuo paleidimo taško iki Žemės centro.

Dėl to, kad mūsų planetos forma nėra tobula sfera (ties ašigaliai atrodo šiek tiek suplokštėjusi), atstumas nuo centro iki paviršiaus yra didžiausias ties pusiauju – 6378,1. 10(3) m, o mažiausiai prie polių - 6356,8. 10(3) m vidutinė vertė– 6371. 10(3) m, tada gauname V1 lygų 7,91 km/s.

Kuo didesnis pabėgimo greitis šią vertę, tuo labiau pailgės orbita, visi tolsta nuo Žemės ilgesnis atstumas. Tam tikru momentu ši orbita nutrūks, įgaus parabolės formą ir erdvėlaivis išskris į kosmosą. Kad išplauktų iš planetos, laivas turi turėti antrą pabėgimo greitį. Jį galima apskaičiuoti naudojant formulę V2=√2µ/r. Mūsų planetai ši vertė yra 11,2 km/s.

Astronomai jau seniai nustatė, koks yra pabėgimo greitis – tiek pirmasis, tiek antrasis – kiekvienai mūsų namų sistemos planetai. Jas galima lengvai apskaičiuoti naudojant aukščiau pateiktas formules, jei konstantą µ pakeisite sandauga fM, kurioje M yra dominančio dangaus kūno masė, o f yra gravitacinė konstanta(f= 6,673 x 10(-11) m3/(kg x s2).

Trečiasis kosminis greitis leis bet kam įveikti Saulės gravitaciją ir palikti savo gimtąją vietą saulės sistema. Jei apskaičiuosite jį Saulės atžvilgiu, gausite 42,1 km/s vertę. O norint iš Žemės patekti į Saulės orbitą, reikės įsibėgėti iki 16,6 km/s.

Ir galiausiai ketvirtasis pabėgimo greitis. Su jo pagalba galite įveikti pačios galaktikos gravitaciją. Jo dydis skiriasi priklausomai nuo galaktikos koordinačių. Mūsų atveju ši vertė yra maždaug 550 km/s (jei skaičiuojama Saulės atžvilgiu).

« Fizika – 10 kl.

Norėdami išspręsti problemas, turite žinoti įstatymus universalioji gravitacija, Niutono dėsnis ir komunikacija linijinis greitis kūnai su jų apsisukimo aplink planetas periodu. Atkreipkite dėmesį, kad palydovo trajektorijos spindulys visada matuojamas nuo planetos centro.

1 užduotis.

Apskaičiuokite pirmąjį Saulės pabėgimo greitį. Saulės masė 2 10 30 kg, Saulės skersmuo 1,4 10 9 m.

Sprendimas.

Palydovas juda aplink Saulę veikiamas vienos jėgos – gravitacijos. Pagal antrąjį Niutono dėsnį rašome:

Iš šios lygties nustatome pirmąjį pabėgimo greitį, t. y. mažiausią greitį, kuriuo kūnas turi būti paleistas nuo Saulės paviršiaus, kad jis taptų jo palydovu:

2 užduotis.

Palydovas juda aplink planetą 200 km atstumu nuo jos paviršiaus 4 km/s greičiu. Nustatykite planetos tankį, jei jos spindulys lygus dviem Žemės spinduliams (Rpl = 2R 3).

Sprendimas.

Planetos turi rutulio formą, kurio tūrį galima apskaičiuoti pagal formulę, tada planetos tankis

Nustatykite vidutinį atstumą nuo Saturno iki Saulės, jei Saturno apsisukimo aplink Saulę laikotarpis yra 29,5 metų. Saulės masė 2 10 30 kg.

Sprendimas.

Manome, kad Saturnas skrieja aplink Saulę žiedine orbita. Tada pagal antrąjį Niutono dėsnį rašome:

kur m – Saturno masė, r – atstumas nuo Saturno iki Saulės, M c – Saulės masė.

Saturno orbitos periodas nuo čia

Greičio υ išraišką pakeitę į (4) lygtį, gauname

Iš paskutinės lygties nustatome reikiamą atstumą nuo Saturno iki Saulės:

Palygindami su lentelės duomenimis įsitikinsime, kad rasta reikšmė yra teisinga.

Šaltinis: „Fizika - 10 klasė“, 2014 m., vadovėlis Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky

Dinamika – fizika, vadovėlis 10 klasei – šauni fizika

Ilgio ir atstumo keitiklis Masės keitiklis Tūrinio ir maisto kiekio keitiklis Ploto keitiklis Tūrio ir vieneto keitiklis kulinariniai receptai Temperatūros keitiklis Slėgis, stresas, Youngo modulio keitiklis Energijos ir darbo keitiklis Galios keitiklis Jėgos keitiklis Laiko keitiklis Linijinio greičio keitiklis Plokščiojo kampo šiluminio efektyvumo ir degalų vartojimo efektyvumo keitiklio skaičiaus keitiklis į įvairios sistemos užrašai Informacijos kiekio matavimo vienetų keitiklis Kursai Moteriškų drabužių ir batų dydžiai Dydžiai vyriški drabužiai ir batų keitiklis kampinis greitis ir sukimosi greitis Pagreičio keitiklis Keitiklis kampinis pagreitis Tankio keitiklis Specifinio tūrio keitiklis Inercijos momento keitiklis Jėgos momento keitiklis Sukimo momento keitiklis specifinė šiluma degimas (pagal masę) Energijos tankis ir savitoji degimo keitiklio šiluma (pagal tūrį) Temperatūros skirtumo keitiklis Koeficiento keitiklis šiluminis plėtimasisŠiluminės varžos keitiklis šilumos laidumas Konverteris specifinė šiluminė talpa Energijos poveikio ir šiluminės spinduliuotės galios keitiklio tankio keitiklis šilumos srautasŠilumos perdavimo koeficiento keitiklis Tūrio srauto keitiklis Masės srauto keitiklis Molinis srauto keitiklis Masės srauto tankio keitiklis molinė koncentracija Konverteris masės koncentracija tirpale Dinaminis (absoliutaus) klampos keitiklis Kinematinis klampos keitiklis Keitiklis paviršiaus įtempimas Garų pralaidumo keitiklis Garų pralaidumo ir garų perdavimo greičio keitiklis Garso lygio keitiklis Mikrofono jautrumo keitiklis Garso slėgio lygio (SPL) keitiklis Garso slėgio lygio keitiklis su pasirenkamu etaloniniu slėgiu Ryškumo keitiklis Šviesos intensyvumo keitiklis Apšvietimo keitiklis Rezoliucijos keitiklis kompiuterinė grafika Dažnio ir bangos ilgio keitiklis Optinė galia dioptrijomis ir židinio nuotolis Optinė galia dioptrijomis ir objektyvo padidinimas (×) Keitiklis elektros krūvis Linijinio įkrovimo tankio keitiklis paviršiaus tankisĮkrovimo keitiklis tūrinis tankisĮkrovimo keitiklis elektros srovė Linijinis srovės tankio keitiklis Paviršinės srovės tankio keitiklis Elektrinio lauko stiprumo keitiklis Keitiklis elektrostatinis potencialas ir įtampos keitiklis elektrinė varža Elektros varžos keitiklis elektros laidumas Elektros laidumo keitiklis Elektrinė talpa Induktyvumo keitiklis Amerikos laidinio matuoklio keitiklio lygiai dBm (dBm arba dBm), dBV (dBV), vatais ir kitais vienetais Keitiklis magnetovaros jėgaĮtempimo keitiklis magnetinis laukas Konverteris magnetinis srautas Magnetinės indukcijos keitiklis Radiacija. Absorbuotos dozės galios keitiklis jonizuojanti spinduliuotė Radioaktyvumas. Konverteris radioaktyvusis skilimas Radiacija. Ekspozicijos dozės keitiklis Radiacija. Sugertosios dozės keitiklis Dešimtainio priešdėlio keitiklis Duomenų perdavimo tipografijos ir vaizdo apdorojimo vienetų keitiklis Medienos tūrio vienetų keitiklio skaičiavimas molinė masė Periodinė lentelė cheminiai elementai D. I. Mendelejevas

1 pirmojo pabėgimo greitis = 7899,9999999999 metrai per sekundę [m/s]

Pradinė vertė

Konvertuota vertė

metras per sekundę metras per valandą metras per minutę kilometras per valandą kilometras per minutę kilometras per sekundę centimetras per valandą centimetras per minutę centimetras per sekundę milimetras per valandą milimetras per minutę milimetras per sekundę pėda per valandą pėda per minutę pėda per sekundę jardas per valandą jardas per valandą minutė jardas per sekundę mylia per valandą mylių per minutę mylių per sekundę mazgas mazgas (JK) šviesos greitis vakuume pirmasis pabėgimo greitis antrasis pabėgimo greitis trečiasis pabėgimo greitis Žemės sukimosi greitis garso greitis gėlo vandens garso greitis jūros vandens(20°C, gylis 10 metrų) Macho skaičius (20°C, 1 atm) Macho skaičius (SI standartas)

Šiluminis efektyvumas ir kuro efektyvumas

Daugiau apie greitį

Bendra informacija

Greitis yra nuvažiuoto atstumo matas tam tikrą laiką. Greitis gali būti skaliarinis dydis ir vektorius – atsižvelgiama į judėjimo kryptį. Judėjimo greitis tiesia linija vadinamas linijiniu, o apskritimu – kampiniu.

Greičio matavimas

Vidutinis greitis v rasta padalijus bendrą nuvažiuotą atstumą ∆ xįjungta viso laiko ∆t: v = ∆x/∆t.

SI sistemoje greitis matuojamas metrais per sekundę. Kilometrai per valandą taip pat plačiai naudojami metrinė sistema ir mylių per valandą JAV ir JK. Kai, be dydžio, taip pat nurodoma kryptis, pavyzdžiui, 10 metrų per sekundę į šiaurę, tada mes kalbame apie apie vektoriaus greitį.

Kūnų, judančių su pagreičiu, greitį galima rasti naudojant formules:

• a, su pradiniu greičiu u laikotarpiu ∆ t, turi ribotą greitį v = u + a×∆ t.
• Kūnas, judantis kartu nuolatinis pagreitis a, su pradiniu greičiu u Ir terminalo greitis v, turi vidutinis greitis ∆v = (u + v)/2.

Vidutinis greitis

Šviesos ir garso greitis

Remiantis reliatyvumo teorija, šviesos greitis vakuume yra didžiausias greitis, kuriuo gali sklisti energija ir informacija. Jis žymimas konstanta c ir yra lygus c= 299 792 458 metrai per sekundę. Medžiaga negali judėti šviesos greičiu, nes tam reikia begalinis skaičius energijos, o tai neįmanoma.

Garso greitis paprastai matuojamas elastinga terpė, ir yra lygus 343,2 metro per sekundę sausame 20 °C temperatūros ore. Garso greitis yra mažiausias dujose ir didžiausias kietosios medžiagos X. Tai priklauso nuo medžiagos tankio, elastingumo ir šlyties modulio (kuris parodo medžiagos deformacijos laipsnį veikiant šlyties apkrovai). Macho skaičius M yra kūno greičio skystoje arba dujinėje terpėje ir garso greičio šioje terpėje santykis. Jį galima apskaičiuoti naudojant formulę:

M = v/a,

Kur a yra garso greitis terpėje, ir v- kūno greitis. Macho skaičius dažniausiai naudojamas nustatant greitį, artimą garso greičiui, pvz., lėktuvo greitį. Ši vertė nėra pastovi; tai priklauso nuo terpės būsenos, kuri, savo ruožtu, priklauso nuo slėgio ir temperatūros. Viršgarsinis greitis yra greitis, viršijantis 1 machą.

Transporto priemonės greitis

Žemiau yra keletas transporto priemonių greičio.

• Keleiviniai orlaiviai su turboventiliatoriaus varikliais: keleivinių orlaivių kreiserinis greitis yra nuo 244 iki 257 metrų per sekundę, o tai atitinka 878–926 kilometrus per valandą arba M = 0,83–0,87.
• Greitieji traukiniai (kaip Shinkansen Japonijoje): šie traukiniai pasiekia maksimalus greitis nuo 36 iki 122 metrų per sekundę, tai yra nuo 130 iki 440 kilometrų per valandą.

Gyvūno greitis

Kai kurių gyvūnų maksimalus greitis yra maždaug lygus:

Žmogaus greitis

• Žmonės eina maždaug 1,4 metro per sekundę arba 5 kilometrų per valandą greičiu, o bėga iki maždaug 8,3 metro per sekundę arba 30 kilometrų per valandą greičiu.

Įvairių greičių pavyzdžiai

Keturių dimensijų greitis

IN klasikinė mechanika vektoriaus greitis matuojamas trimatė erdvė. Pagal specialioji teorija reliatyvumo teorija, erdvė yra keturmatė, o matuojant greitį atsižvelgiama ir į ketvirtą dimensiją – erdvėlaikį. Šis greitis vadinamas keturių matmenų greičiu. Jo kryptis gali keistis, bet dydis yra pastovus ir lygus c, tai yra šviesos greitis. Keturmatis greitis apibrėžiamas kaip

U = ∂x/∂τ,

Kur x atstovauja pasaulio linija- erdvėlaikio kreivė, kuria juda kūnas, o τ yra „tinkamas laikas“, lygus intervalui išilgai pasaulio linijos.

Grupės greitis

Grupės greitis – bangų sklidimo greitis, apibūdinantis bangų grupės sklidimo greitį ir nustatantis bangų energijos perdavimo greitį. Jį galima apskaičiuoti kaip ∂ ω /∂k, Kur k yra bangos skaičius ir ω - kampinis dažnis. K matuojamas radianais/metre, ir bangos virpesių skaliarinis dažnis ω - radianais per sekundę.

Hipergarsinis greitis

Higarsinis greitis yra greitis, viršijantis 3000 metrų per sekundę, tai yra daug kartų didesnis už garso greitį. Kietieji kūnai, judantys tokiu greičiu, įgyja skysčių savybes, nes dėl inercijos tokios būsenos apkrovos yra stipresnės nei jėgos, laikančios medžiagos molekules kartu susidūrus su kitais kūnais. Esant itin dideliam hipergarsiniam greičiui, dvi susidūrusios kietosios medžiagos virsta dujomis. Kosmose kūnai juda būtent tokiu greičiu, o erdvėlaivius projektuojantys inžinieriai orbitinės stotys o skafandrai turi atsižvelgti į susidūrimo tarp stoties ar astronauto galimybę su kosminių šiukšlių ir kitus objektus dirbant kosminė erdvė. Tokio susidūrimo metu nukenčia korpusas erdvėlaivis ir skafandrą. Aparatūros kūrėjai specialiose laboratorijose atlieka hipergarsinio susidūrimo eksperimentus, siekdami nustatyti, kaip stipriai veikia kostiumai, taip pat oda ir kitos erdvėlaivio dalys, pavyzdžiui, degalų bakai ir saulės kolektorių, išbandydami savo jėgas. Norėdami tai padaryti, skafandrai ir oda yra veikiami smūgių skirtingi objektai iš specialaus įrengimo su viršgarsiniai greičiai viršija 7500 metrų per sekundę.