A primeira velocidade espacial é km s. velocidades do espaço
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Relatório sobre o curso do conceito de ciência natural moderna sobre o tema " velocidades do espaço»
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São Petersburgo
velocidades espaciais.
A velocidade do espaço (primeiro v1, segundo v2, terceiro v3 e quarto v4) é a velocidade mínima na qual qualquer corpo em movimento livre pode:
v1 - tornar-se um satélite de um corpo celeste (ou seja, a capacidade de orbitar ao redor do NT e não cair na superfície do NT).
v2 - superar a atração gravitacional de um corpo celeste.
v3 - sair do sistema solar, superando a gravidade do sol.
v4 - deixar a galáxia via Láctea.
Primeira velocidade cósmica ou velocidade circular V1- a velocidade que deve ser dada a um objeto sem motor, desprezando a resistência da atmosfera e a rotação do planeta, para colocá-lo em uma órbita circular com um raio igual ao raio do planeta. Em outras palavras, a primeira velocidade cósmica é a velocidade mínima na qual um corpo movendo-se horizontalmente acima da superfície do planeta não cairá sobre ele, mas se moverá em uma órbita circular.
Para calcular a primeira velocidade cósmica, é necessário considerar a igualdade da força centrífuga e da força gravitacional que atua sobre um objeto em órbita circular.
onde m é a massa do objeto, M é a massa do planeta, G é a constante gravitacional (6,67259 10−11 m³ kg−1 s−2), é a primeira velocidade de escape, R é o raio do planeta. Substituindo valores numéricos(para a Terra M = 5,97 1024 kg, R = 6378 km), encontramos
7,9 km/sA primeira velocidade cósmica pode ser determinada através da aceleração queda livre- uma vez que g = GM/R², então
Velocidade do segundo espaço (velocidade parabólica, velocidade de escape) - velocidade mais lenta, que deve ser dado a um objeto (por exemplo, uma espaçonave), cuja massa é desprezível em relação à massa de um corpo celeste (por exemplo, um planeta), a fim de superar a atração gravitacional desse corpo celeste. Supõe-se que depois que o corpo adquire essa velocidade, ele não recebe aceleração não gravitacional (o motor é desligado, não há atmosfera).
A segunda velocidade cósmica é determinada pelo raio e massa do corpo celeste, portanto é diferente para cada corpo celeste (para cada planeta) e é sua característica. Para a Terra, a segunda velocidade de escape é de 11,2 km/s. Um corpo que tem tal velocidade perto da Terra deixa a vizinhança da Terra e se torna um satélite do Sol. Para o Sol, a segunda velocidade cósmica é 617,7 km/s.
A segunda velocidade cósmica é chamada de parabólica porque os corpos com a segunda velocidade cósmica se movem ao longo de uma parábola.
Saída da fórmula:
Para obter a fórmula da segunda velocidade cósmica, é conveniente inverter o problema - perguntar qual a velocidade que um corpo terá na superfície do planeta se cair do infinito. Obviamente, essa é exatamente a velocidade que deve ser transmitida a um corpo na superfície do planeta para levá-lo além dos limites de sua influência gravitacional.
Vamos escrever a lei da conservação da energia
onde à esquerda estão as energias cinética e potencial na superfície do planeta (a energia potencial é negativa, pois o ponto de referência é tomado no infinito), à direita é a mesma, mas no infinito (um corpo em repouso na fronteira de influência gravitacional - a energia é zero). Aqui m é a massa do corpo de prova, M é a massa do planeta, R é o raio do planeta, G é a constante gravitacional, v2 é a velocidade de escape.
Resolvendo em relação a v2, obtemos
Existe uma relação simples entre a primeira e a segunda velocidades cósmicas:
terceira velocidade espacial- a velocidade mínima exigida de um corpo sem motor, que permite superar a atração do Sol e, como resultado, ir além do sistema solar para o espaço interestelar.
Decolando da superfície da Terra e aproveitando ao máximo o movimento orbital do planeta, a espaçonave pode atingir um terço da velocidade espacial já a 16,6 km/s em relação à Terra, e ao partir da Terra no mais direção desfavorável, deve ser acelerado para 72,8 km / s. Aqui, para o cálculo, assume-se que a espaçonave adquire essa velocidade imediatamente na superfície da Terra e depois disso não recebe aceleração não gravitacional (os motores são desligados e não há resistência atmosférica). Com o início energeticamente mais favorável, a velocidade do objeto deve ser codirigida com a velocidade do movimento orbital da Terra ao redor do Sol. A órbita de tal dispositivo é sistema solaré uma parábola (a velocidade diminui assintoticamente em direção a zero).
quarta velocidade cósmica- a velocidade mínima necessária do corpo sem motor, o que permite superar a atração da Via Láctea. A quarta velocidade cósmica não é constante para todos os pontos da Galáxia, mas depende da distância até a massa central (para nossa galáxia, este é o objeto Sagitário A *, supermassivo buraco negro). De acordo com cálculos preliminares na região do nosso Sol, a quarta velocidade cósmica é de cerca de 550 km/s. O valor depende fortemente não só (e nem tanto) da distância ao centro da galáxia, mas da distribuição de massas de matéria na Galáxia, sobre a qual ainda não existem dados exatos, devido ao fato de que a matéria visível é apenas uma pequena parte da massa gravitacional total, e todo o resto é uma massa oculta.
Esta é a velocidade mínima na qual um corpo que se move horizontalmente acima da superfície do planeta não cairá sobre ele, mas se moverá em uma órbita circular.
Informações úteis sobre a primeira velocidade espacial:
Se no momento da entrada em órbita a espaçonave tem uma velocidade igual a Primeira velocidade cósmica, perpendicular à direção do centro da Terra, então sua órbita (na ausência de quaisquer outras forças) será circular. Quando a velocidade do veículo é menor que , então sua órbita tem a forma de uma elipse, e o ponto de entrada na órbita está localizado no apogeu. Se este ponto estiver localizado a uma altitude de cerca de 160 km, imediatamente após o momento da entrada em órbita, o satélite entra nas densas camadas subjacentes da atmosfera e queima. Ou seja, para a altura dada primeira velocidade cósmicaé o mínimo para uma espaçonave se tornar um satélite da Terra. Em grandes altitudes, uma espaçonave pode se tornar um satélite mesmo a uma velocidade um pouco menor. Primeira Velocidade Espacial calculado para esta altura. Assim, a uma altitude de 300 km, é suficiente para uma nave espacial ter uma velocidade 45 m/s menor que Primeira Velocidade Espacial
Há também:
Velocidade do segundo espaço: 
Na fórmula usamos:
Constante gravitacional
"Movimento uniforme e irregular" - t 2. Movimento irregular. Yablonevka. L 1. Uniforme e. L2. t 1. L3. Chistoozernoe. t 3. Movimento uniforme. =.
"Movimento curvilíneo" - Aceleração centrípeta. MOVIMENTO UNIFORME DE UM CORPO EM CÍRCULO Distinguir: - movimento curvilíneo com módulo de velocidade constante; - movimento com aceleração, tk. velocidade muda de direção. Direção da aceleração e velocidade centrípeta. O movimento de um ponto em um círculo. O movimento de um corpo em um círculo com uma velocidade módulo constante.
"Movimento de corpos em um plano" - Estime os valores obtidos de quantidades desconhecidas. Substituir dados numéricos na solução visão geral, faça os cálculos. Faça um desenho, representando corpos interagindo nele. Faça uma análise da interação dos corpos. Ftr. Movimento de um corpo em um plano inclinado sem força de atrito. Estudo do movimento de um corpo ao longo de um plano inclinado.
"Suporte e movimento" - Para nós Ambulância trouxe o paciente. Magro, de ombros redondos, forte, forte, gordo, desajeitado, ágil, pálido. Situação do jogo “Conselho de Médicos”. Durma em uma cama dura com um travesseiro baixo. Suporte e movimento do corpo. Regras para manter a postura correta. Postura correta em posição de pé. Os ossos das crianças são macios e elásticos.
"Velocidade Espacial" - V1. URSS. É por isso. 12 de abril de 1961 Mensagem civilizações extraterrestres. Terceira velocidade cósmica. A bordo da Voyager 2 está um disco com informação científica. Cálculo da primeira velocidade cósmica na superfície da Terra. O primeiro voo tripulado para o espaço. A trajetória da Voyager 1. A trajetória de movimento de corpos que se deslocam em baixa velocidade.
"Dinâmica do corpo" - Qual é a base da dinâmica? A dinâmica é um ramo da mecânica que considera as causas do movimento dos corpos ( pontos materiais). As leis de Newton são aplicáveis apenas para referenciais inerciais. Os referenciais nos quais a primeira lei de Newton é satisfeita são chamados inerciais. Dinâmica. Quais são os referenciais das leis de Newton?
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A primeira velocidade cósmica é a velocidade mínima na qual um corpo que se move horizontalmente acima da superfície do planeta não cairá sobre ele, mas se moverá em uma órbita circular.
Considere o movimento de um corpo em um referencial não inercial - em relação à Terra.
Nesse caso, o objeto em órbita estará em repouso, pois duas forças já atuarão sobre ele: a força centrífuga e a força gravitacional.
onde m é a massa do objeto, M é a massa do planeta, G é a constante gravitacional (6,67259 10 −11 m? kg −1 s −2),
A primeira velocidade cósmica, R é o raio do planeta. Substituindo valores numéricos (para a Terra 7,9 km/s
A primeira velocidade cósmica pode ser determinada através da aceleração de queda livre - já que g = GM / R?, então
A segunda velocidade cósmica é a velocidade mais baixa que deve ser dada a um objeto cuja massa é desprezível em comparação com a massa de um corpo celeste para vencer a atração gravitacional desse corpo celeste e deixar uma órbita circular em torno dele.
Vamos escrever a lei da conservação da energia
onde à esquerda estão as energias cinética e potencial na superfície do planeta. Aqui m é a massa do corpo de teste, M é a massa do planeta, R é o raio do planeta, G é a constante gravitacional, v 2 é a segunda velocidade cósmica.
Existe uma relação simples entre a primeira e a segunda velocidades cósmicas:
O quadrado da velocidade de escape é igual a duas vezes o potencial newtoniano em um determinado ponto:
Você também pode encontrar informações de interesse no mecanismo de pesquisa científica Otvety.Online. Use o formulário de pesquisa:
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Preso pela gravidade
A Terra é o lar da humanidade, seu berço. Mas até recentemente, ela também era sua masmorra. A força que moldava sua aparência, a força da gravidade, mantinha uma pessoa no planeta e não lhe dava a oportunidade de ir aos mundos que brilhavam acima de sua cabeça. A primeira velocidade cósmica até muito recentemente era inatingível para ele.
Leis inexoráveisSe você jogar uma pedra com força, sua velocidade será insuficiente para superar a gravidade da Terra e, eventualmente, ela a puxará para si mesma. No entanto, quanto mais forte você atirar uma pedra imaginária, maior será sua velocidade e mais equilibrará a força da gravidade. Finalmente, chegará o momento em que a pedra começará a cair infinitamente na Terra - atingirá a primeira velocidade cósmica. Isso pode ser explicado anexando uma carga à corda e girando-a ao redor da circunferência. A corda fará o papel da gravidade, mantendo a carga em linha reta. Movimento uniforme e fazendo com que ele se mova em um círculo centrado na mão que segura a corda.
Em uma queda sem fim
Como os corpos celestes têm massas e densidades diferentes, a primeira velocidade cósmica na superfície de cada um deles será diferente. É simplesmente calculado como a raiz quadrada do produto da aceleração de queda livre e o raio do corpo celeste. Para a Terra, a velocidade mínima na qual um corpo começa a se mover em órbita ao seu redor é superfície da Terraé de 7,9 km/s. Quão mais altura acima da Terra, menor esta velocidade. Em uma queda infinita, o peso do corpo e de todos os objetos sobre ele ou nele é igual a zero; eles dizem que um estado de leveza se instala. Neste caso, no entanto, a massa de objetos permanece inalterada.
Libertação por foguete
Até meados da década de 1950, nem a força muscular de uma pessoa, nem a energia dos animais, vapor ou motor combustão interna não conseguiu dispersar os veículos por eles conduzidos à velocidade adequada. No entanto, no final do século 19, o inventor russo e cientista autodidata Konstantin Tsiolkovsky provou matematicamente que a primeira velocidade espacial de um voo orbital pode ser alcançada por uma aeronave usando propulsão a jato, ou seja, um foguete. Quanto mais potente for o motor, melhor será o combustível e quanto mais leve for o design, maiores serão as velocidades.
Pela primeira vez na história da humanidade, a primeira velocidade cósmica foi relatada ao satélite mais simples do planeta intercontinental. Míssil balístico R-7, criado na URSS. O dia do lançamento do primeiro satélite - 4 de outubro de 1957 - é considerado o primeiro dia Era espacial humanidade. Até o momento, existem mais de 10.000 naves espaciais ativas e não operacionais, estágios de foguetes, montagens e peças, bem como detritos espaciais em órbita próxima à Terra. O peso do menor satélite mal chega a 10 kg, o peso do maior - a Estação Espacial Internacional - ultrapassa 417 toneladas.
...e no espaço sideral
Se a velocidade orbital for aumentada até que a elipse fechada da órbita próxima à Terra se transforme em uma parábola ou hipérbole em relação à Terra, então a espaçonave adquirirá uma segunda velocidade cósmica, idêntica àquela com que os planetas e outros corpos celestes se movem. ao redor do Sol. Neste caso, a espaçonave entrará em órbita satélite artificial Sol. Um aumento adicional na velocidade excederá a atração gravitacional de nossa estrela, e a espaçonave, tendo adquirido a terceira velocidade espacial, fará uma jornada interestelar, girando em torno do centro de nossa galáxia Via Láctea.