Перша космічна швидкість - це мінімальна швидкість, за якої тіло, що рухається горизонтально над поверхнею планети, не впаде на неї, а рухатиметься круговою орбітою.

Розглянемо рух тіла у неінерційній системі відліку – щодо Землі.

У цьому випадку об'єкт на орбіті перебуватиме у стані спокою, тому що на нього діятимуть уже дві сили: відцентрова сила та сила тяжіння.

де m - маса об'єкта, M - маса планети, G - гравітаційна постійна (6,67259·10 −11 м?·кг −1 ·с −2),

Перша космічна швидкість, R – радіус планети. Підставляючи чисельні значення (для Землі 7,9 км/с

Першу космічну швидкість можна визначити через прискорення вільного падіння - оскільки g = GM/R?

Друга космічна швидкість - найменша швидкість, яку необхідно надати об'єкту, маса якого зневажливо мала в порівнянні з масою небесного тіла, для подолання гравітаційного тяжіння цього небесного тіла і залишення кругової орбіти навколо нього.

Запишемо закон збереження енергії

де ліворуч стоять кінетична та потенційна енергії на поверхні планети. Тут m – маса пробного тіла, M – маса планети, R – радіус планети, G – гравітаційна постійна, v 2 – друга космічна швидкість.

Між першою та другою космічними швидкостями існує просте співвідношення:

Квадрат швидкості втікання дорівнює подвоєному ньютонівському потенціалу в даній точці:

Ви також можете знайти цікаву інформацію в науковому пошуковику Otvety.Online. Скористайтеся формою пошуку:

Ще за темою 15. Висновок формул для 1-ї та 2-ї космічних швидкостей.

1. Розподіл Максвелла за швидкостями. Найімовірніша середньоквадратична швидкість руху молекули.
2. 14. Виведення третього закону Кеплера для кругового руху
3. 1. Швидкість елімінації. Константа швидкості елімінації. Час напівелімінації
4. 7.7. Формула Реле-Джинса. Гіпотеза Планка. Формула Планка
5. 13. Космічна та авіаційна геодезія. Особливості зондування у водному середовищі. Системи машинного зору ближнього радіусу дії.
6. 18. Етичний аспект культури промови. Мовний етикет та культура спілкування. Формули мовного етикету. Етикетні формули знайомства, уявлення, привітання та прощання. "Ти" і "Ви" як форми звернення в російському мовному етикеті. Національні особливості мовного етикету.

«Рівномірний та нерівномірний рух» - t 2. Нерівномірний рух. Яблунівка. L 1. Рівномірне в. L2. t 1. L3. Чистоозерне. t 3. Рівномірний рух. =.

«Криволінійний рух» - Центрошвидке прискорення. РІВНОМІРНИЙ РУХ ТІЛА ПО ОКОЛІ Розрізняють: - криволінійний рух з постійною за модулем швидкістю; - Рух із прискоренням, т.к. швидкість змінює напрямок. Напрямок відцентрового прискорення та швидкості. Рух точки по колу. Рух тіла по колу з постійною за модулем швидкістю.

"Рух тіл по площині" - Оцінити отримані значення невідомих величин. Підставити числові дані у рішення загального вигляду, Виконати обчислення. Виконати малюнок, зобразивши на ньому ті тіла, що взаємодіють. Виконати аналіз взаємодії тел. Fтр. Рух тіла по похилій площинібез сили тертя. Вивчення руху тіла за похилою площиною.

"Опора і рух" - До нас швидка допомога привезла хворого. Стрункий, сутулий, сильний, міцний, товстий, незграбний, спритний, блідий. Ігрова ситуація "Консиліум лікарів". Спати на твердому ліжку з невисокою подушкою. «Опора тіла та рух. Правила підтримки правильної постави. Правильна поза в положенні стоячи. Кістки дітей м'які, еластичні.

"Космічна швидкість" - V1. СРСР. Тож. 12 квітня 1961р. Послання до позаземних цивілізацій. Третя космічна швидкість. На борту "Вояджер-2" диск з науковою інформацією. Розрахунок першої космічної швидкості біля Землі. Перший політ людини у космос. Траєкторія руху Вояджер-1. Траєкторія руху тіл, що рухаються з малою швидкістю.

«Динаміка тіла» - Що є основою динаміки? Динаміка-розділ механіки, що розглядає причини руху тіл (матеріальних точок). Закони Ньютона можна застосовувати лише для інерційних систем відліку. Системи відліку, у яких виконується перший закон Ньютона, називаються інерційними. Динаміка. У яких системах відліку застосовуються закони Ньютона?

Всього у темі 20 презентацій

Першою космічною швидкістюназивається мінімальна швидкість, яку слід повідомити космічний снаряд для того, щоб він вийшов на навколоземну орбіту.

Будь-який предмет, який ми кидаємо горизонтально, пролетівши деяку відстань, впаде на землю. Якщо кинути цей предмет сильніше, він пролетить довше, впаде далі, і траєкторія його польоту буде більш пологою. Якщо послідовно зраджувати предмету все більшу швидкість, при певній швидкості кривизна його траєкторії зрівняється з кривизною поверхні Землі. Адже земля кулю, про що знали ще давні греки. Що це означатиме? Це означатиме, що поверхня Землі ніби тікатиме від кинутого предмета з тією ж швидкістю, з якою він падатиме на поверхню нашої планети. Тобто, кинутий із деякою швидкістю предмет почне кружляти навколо Землі на певній постійній висоті. Якщо знехтувати опором повітря, це обертання ніколи не припиниться. Занедбаний предмет стане штучним супутником Землі. Та швидкість, за якої це станеться і називається першою космічною.

Першу космічну швидкість для нашої планети легко вирахувати, розглянувши сили, які діють на тіло, запущене над поверхнею Землі з деякою швидкістю.

Перша сила - сила земного тяжіння, прямо пропорційна масі тіла і масі нашої планети і обернено пропорційна квадрату відстані між центром Землі і центром тяжкості тіла, що запускається. Ця відстань дорівнює сумі земного радіусу та висоти предмета над поверхнею Землі.

Друга сила - доцентрова. Вона прямо пропорційна квадрату швидкості польоту і масі тіла і обернено пропорційна відстані від центру тяжкості тіла, що обертається до центру Землі.

Якщо прирівняти ці сили і зробити нескладні перетворення, доступні школяру 6-го класу (або коли в російській школі нині починають вивчати алгебру?), то вийде, що перша космічна швидкість пропорційна квадратного кореняіз приватного розподілу маси Землі на відстань від тіла, що летить, до центру Землі. Підставивши відповідні дані, отримуємо, що на поверхні Землі перша космічна швидкість становить 7.91 кілометра на секунду. Зі збільшенням висоти польоту перша космічна швидкість зменшується, але не надто сильно. Так, на висоті 500 кілометрів над поверхнею Землі вона становитиме 7.62 кілометри на секунду.

Такі самі міркування можна повторити для будь-якого круглого (або майже круглого) небесного тіла: Місяця, планет, астероїдів. Чим менше небесне тілотим менше для нього перша космічна швидкість. Так, щоб стати штучним супутником Місяця знадобиться швидкість лише 1.68 кілометрів на секунду, майже вп'ятеро менша, ніж на Землі.

Виведення супутника на орбіту навколо Землі проводиться у два етапи. Перший ступінь піднімає супутник на більшу висоту і частково розганяє його. Другий ступінь доводить швидкість супутника до першої космічної та виводить його на орбіту. Чому ракета злітає, було написано в .

Після виведення орбіту навколо Землі супутник може обертатися навколо неї без допомоги двигунів. Він як би весь час падає, але ніяк не може досягти поверхні Землі. Саме через те, що супутник Землі постійно ніби падає, у ньому виникає стан невагомості.

Крім першої космічної швидкості існують ще друга, третя та четверта космічні швидкості. Якщо космічний корабель досягає другий космічноїшвидкості (близько 11 км/сек), він може залишити навколоземний простір і відлетіти до інших планет.

Розвинув третю космічнушвидкість (16.65 км/сек) космічний корабель залишить межі Сонячна система, а четверта космічнашвидкість (500 - 600 км/сек) - та межа, подолавши який космічний корабель зможе здійснити міжгалактичний переліт.

Конвертер довжини та відстані Конвертер маси Конвертер мір об'єму сипучих продуктів та продуктів харчування Конвертер площі Конвертер об'єму та одиниць вимірювання кулінарних рецептахКонвертер температури Конвертер тиску, механічної напруги, модуля Юнга Конвертер енергії та роботи Конвертер потужності Конвертер сили Конвертер часу Конвертер лінійної швидкості Плоский кут Конвертер теплової ефективності та паливної економічності Конвертер чисел в різних системахобчислення Конвертер одиниць вимірювання кількості інформації Курси валют Розміри жіночого одягу та взуття Розміри чоловічого одягу та взуття Конвертер кутової швидкості та частоти обертання Конвертер прискорення Конвертер кутового прискорення Конвертер щільності Конвертер питомого об'єму Конвертер моменту інерції Конвертер моменту сили Конвертер крутного моменту питомої теплотизгоряння (за масою) Конвертер щільності енергії та питомої теплоти згоряння палива (за об'ємом) Конвертер різниці температур Конвертер коефіцієнта теплового розширення Конвертер термічного опору Конвертер питомої теплопровідності Конвертер питомої теплоємності Конвертер енергетичної експозиції та потужності теплового випромінювання Конвертер щільності Конвертер масової витрати Конвертер молярної витрати Конвертер щільності потоку маси Конвертер молярної концентрації Конвертер масової концентрації в розчині Конвертер динамічної (абсолютної) в'язкості Конвертер кінематичної в'язкості Конвертер поверхневого натягу Конвертер паропроникності Конвертер паропроникності ) Конвертер рівня звукового тиску з можливістю вибору опорного тиску Конвертер яскравості Ко нвертер сили світла Конвертер освітленості Конвертер дозволу в комп'ютерної графікиКонвертер частоти та довжини хвилі Оптична сила в діоптріях та фокусна відстаньОптична сила в діоптріях та збільшення лінзи (×) Конвертер електричного заряду Конвертер лінійної щільності заряду Конвертер поверхневої щільності заряду Конвертер об'ємної щільності заряду Конвертер електричного струмуКонвертер лінійної щільності струму Конвертер поверхневої щільності струму Конвертер напруженості електричного поля Конвертер електростатичного потенціалу та напруги Конвертер електричного опоруКонвертер питомого електричного опору Конвертер електричної провідності Конвертер питомої електричної провідності Електрична ємність Конвертер індуктивності Конвертер Американського калібру проводів Рівні в dBm (дБм або дБмВт), dBV (дБВ), ватах та ін одиницях Конвертер магніт магнітного поляКонвертер магнітного потоку Конвертер магнітної індукції Радіація. Конвертер потужності поглиненої дози іонізуючого випромінюванняРадіоактивність. Конвертер радіоактивного розпаду Радіація. Конвертер експозиційної дози. Конвертер поглиненої дози Конвертер десяткових приставок Передача даних Конвертер одиниць типографіки та обробки зображень Конвертер одиниць вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної маси Періодична система хімічних елементівД. І. Менделєєва

1 перша космічна швидкість = 7899,9999999999 метр за секунду [м/с]

Вихідна величина

Перетворена величина

метр за секунду метр за годину метр за хвилину кілометр за годину кілометр за хвилину кілометр за секунду сантиметр за годину сантиметр за хвилину сантиметр за секунду міліметр за годину міліметр за хвилину міліметр за секунду фут за годину фут за хвилину фут за секунду ярд за годину ярд у хвилину ярд в секунду миля в годину миля в хвилину миля в секунду вузол (брит.) швидкість світла у вакуумі перша космічна швидкість друга космічна швидкість третя космічна швидкість швидкість обертання Землі швидкість звуку в прісної водишвидкість звуку в морській воді (20 ° C, глибина 10 метрів) число Маха (20 ° C, 1 атм) число Маха (стандарт СІ)

Феромагнітні рідини

Детальніше про швидкість

Загальні відомості

Швидкість - міра виміру пройденої відстані певний час. Швидкість може бути скалярною величиноюта векторної - при цьому враховується напрямок руху. Швидкість руху по прямій лінії називається лінійною, а по колу – кутовий.

Вимірювання швидкості

Середню швидкість vзнаходять, поділивши загальну пройдену відстань ∆ xна загальний час ∆ t: v = ∆x/∆t.

У системі СІ швидкість вимірюють за метри за секунду. Широко використовуються також кілометри на годину в метричній системі та милі на годину у США та Великій Британії. Коли крім величини вказано і напрямок, наприклад, 10 метрів на секунду на північ, то мова йдепро векторну швидкість.

Швидкість тіл, що рухаються з прискоренням, можна знайти за допомогою формул:

• a, з початковою швидкістю uпротягом періоду ∆ t, має кінцеву швидкість v = u + a×∆ t.
• Тіло, що рухається з постійним прискоренням a, з початковою швидкістю uта кінцевою швидкістю v, має середню швидкість ∆ v = (u + v)/2.

Середні швидкості

Швидкість світла та звуку

Відповідно до теорії відносності, швидкість світла у вакуумі - найбільша швидкість, з якої може пересуватися енергія та інформація. Вона позначається константою cі дорівнює c= 299 792 458 метрів за секунду. Матерія не може рухатися зі швидкістю світла, тому що для цього знадобиться нескінченна кількість енергії, що неможливо.

Швидкість звуку зазвичай вимірюється в пружному середовищі і дорівнює 343,2 метра в секунду в сухому повітрі при температурі 20 °C. Швидкість звуку найнижча у газах, а найвища – у твердих тілах. Вона залежить від щільності, пружності і модуля зсуву речовини (який показує ступінь деформації речовини при зсувному навантаженні). Число Маха M- це відношення швидкості тіла у середовищі рідини чи газу до швидкості звуку у цьому середовищі. Його можна обчислити за такою формулою:

M = v/a,

де a- це швидкість звуку в середовищі, а v- Швидкість тіла. Число Маха зазвичай використовується для визначення швидкостей, близьких до швидкості звуку, наприклад швидкостей літаків. Ця величина є непостійною; вона залежить від стану середовища, яке, у свою чергу, залежить від тиску та температури. Надзвукова швидкість – швидкість, що перевищує 1 Мах.

Швидкість транспортних засобів

Нижче наведено деякі швидкості транспортних засобів.

• Пасажирські літаки з турбовентиляторними двигунами: крейсерська швидкість пасажирських літаків - від 244 до 257 метрів за секунду, що відповідає 878-926 кілометрів на годину або M = 0,83-0,87.
• Високошвидкісні поїзди (як «Сінкансен» у Японії): такі поїзди досягають максимальних швидкостейвід 36 до 122 метрів за секунду, тобто від 130 до 440 кілометрів на годину.

Швидкість тварин

Максимальні швидкості деяких тварин приблизно рівні:

Швидкість людини

• Люди ходять зі швидкістю приблизно 1,4 метри на секунду або 5 кілометрів на годину, і бігають зі швидкістю приблизно до 8,3 метри на секунду, або до 30 кілометрів на годину.

Приклади різних швидкостей

Чотиривимірна швидкість

У класичній механіці векторна швидкість вимірюється у тривимірному просторі. Відповідно до спеціальної теорії відносності, простір - чотиривимірний, і у вимірі швидкості також враховується четвертий вимір - простір-час. Така швидкість називається чотиривимірною швидкістю. Її напрям може змінюватися, але величина постійна і дорівнює c, тобто швидкість світла. Чотиривимірна швидкість визначається як

U = ∂x/∂τ,

де xпредставляє світову лінію - криву у просторі-часі, якою рухається тіло, а τ - «власний час», рівне інтервалу вздовж світової лінії.

Групова швидкість

Групова швидкість - це швидкість поширення хвиль, що описує швидкість поширення групи хвиль і визначає швидкість перенесення енергії хвиль. Її можна обчислити як ∂ ω /∂k, де k- хвильове число, а ω - Кутова частота. Kвимірюють у радіанах/метр, а скалярну частоту коливання хвиль ω - у радіанах за секунду.

Гіперзвукова швидкість

Гіперзвукова швидкість - це швидкість, що перевищує 3000 метрів в секунду, тобто у багато разів вище за швидкість звуку. Тверді тіла, що рухаються з такою швидкістю, набувають властивостей рідин, оскільки завдяки інерції, навантаження в цьому стані сильніше, ніж сили, що утримують разом молекули речовини під час зіткнення з іншими тілами. При надвисоких гіперзвукових швидкостях два тверді тіла, що зіткнулися, перетворюються на газ. У космосі тіла рухаються саме з такою швидкістю, і інженери, які проектують космічні кораблі, орбітальні станції та скафандри, повинні враховувати можливість зіткнення станції або космонавта з космічним сміттям та іншими об'єктами під час роботи у відкритому космосі. При такому зіткненні страждає обшивка космічного кораблята скафандр. Розробники обладнання проводять експерименти зіткнень на гіперзвуковій швидкості у спеціальних лабораторіях, щоб визначити, наскільки сильні зіткнення витримують скафандри, а також обшивка та інші частини космічного корабля, наприклад, паливні баки та сонячні батареї, перевіряючи їх на міцність. Для цього скафандри та обшивку піддають впливу ударів різними предметами із спеціальної установки із надзвуковими швидкостями, що перевищують 7500 метрів за секунду.

« Фізика – 10 клас»

Для вирішення завдань потрібно знати закон всесвітнього тяжіння, закон Ньютона, а також зв'язок лінійної швидкості тіл з періодом їхнього обертання навколо планет. Зверніть увагу на те, що радіус траєкторії супутника завжди відраховується від центру планети.

Завдання 1.

Обчисліть першу космічну швидкість Сонця. Маса Сонця 2 1030 кг, діаметр Сонця 1,4 10 9 м.

Рішення.

Супутник рухається навколо Сонця під дією єдиної сили – сили тяжіння. Згідно з другим законом Ньютона запишемо:

З цього рівняння визначимо першу космічну швидкість, тобто мінімальну швидкість, з якою треба запустити тіло з поверхні Сонця, щоб воно стало його супутником:

Завдання 2.

Навколо планети з відривом 200 км від її поверхні зі швидкістю 4 км/с рухається супутник. Визначте густину планети, якщо її радіус дорівнює двом радіусам Землі (R пл = 2R 3).

Рішення.

Планети мають форму кулі, обсяг якої можна обчислити за формулою тоді густина планети

Визначте середню відстань від Сатурна до Сонця, якщо період звернення Сатурна навколо Сонця дорівнює 29,5 років. Маса Сонця дорівнює 21030 кг.

Рішення.

Вважаємо, що Сатурн рухається навколо Сонця круговою орбітою. Тоді згідно з другим законом Ньютона запишемо:

де m – маса Сатурна, r – відстань від Сатурна до Сонця, М с – маса Сонця.

Період звернення Сатурна звідси

Підставивши вираз для швидкості в рівняння (4), отримаємо

З останнього рівняння визначимо відстань від Сатурна до Сонця:

Порівнявши з табличними даними, переконаємось у правильності знайденого значення.

Джерело: «Фізика – 10 клас», 2014, підручник Мякішев, Буховцев, Сотський

Динаміка - Фізика, підручник для 10 класу - Класна фізика