Vitesse d'évasion vs vitesse orbitale
La vitesse de fuite et la vitesse orbitale sont deux concepts très importants impliqués dans la physique. Ces concepts sont très importants dans des domaines tels que les projets de satellites et la science atmosphérique. La vitesse de fuite est la raison pour laquelle nous avons une atmosphère et la lune n'en a pas. Il est essentiel d'avoir une bonne compréhension de ces concepts afin d'exceller dans les domaines pertinents. Cet article essaiera de comparer la vitesse d'échappement avec la vitesse orbitale, leurs définitions, calculs, similitudes et enfin différences.
Vitesse d'échappement
Comme nous le savons de la théorie du champ gravitationnel, un objet ayant une masse attire toujours tout autre objet qui est placé à une distance finie de l'objet. Au fur et à mesure que la distance augmente, la force entre les deux objets diminue avec le carré inverse de la distance. À l'infini, la force entre les deux objets est nulle. Le potentiel d'un point autour d'une masse est défini comme le travail à effectuer pour amener un objet de masse unitaire de l'infini au point donné. Puisqu'il y a toujours une attirance, le travail à faire est négatif; par conséquent, le potentiel en un point est toujours négatif ou nul. L'énergie potentielle est le potentiel multiplié par la masse de l'objet apporté. La vitesse d'échappement est définie comme la vitesse qui doit être donnée à un objet pour l'envoyer à l'infini sans aucune autre force. En termes d'énergie,l'énergie cinétique due à la vitesse donnée est égale à l'énergie potentielle. Par cette égalité, nous obtenons la vitesse d'échappement comme la racine carrée de (2GM / r). Où r est la distance radiale au point où le potentiel est mesuré.
Vitesse orbitale
La vitesse orbitale est la vitesse qu'un objet doit maintenir pour être sur une certaine orbite. Pour un objet se déplaçant sur une orbite de rayon r, la vitesse orbitale est donnée par la racine carrée de (F r / m) où F est la force intérieure nette et m est la masse de l'objet orbital. La force vers l'intérieur dans un système de masse est GMm / r 2. En remplaçant cela, nous obtenons la vitesse orbitale comme racine carrée de (GM / r). Cela peut également être prouvé en utilisant la conservation de l'énergie mécanique d'un champ conservateur. Il faut noter que la vitesse orbitale change de direction. Par conséquent, il s'agit en fait d'une accélération, mais l'amplitude de la vitesse ne change pas. De petites pertes d'énergie dans l'espace provoquent une réduction de cette énergie cinétique, puis l'objet arrive sur une orbite inférieure pour se stabiliser.
Quelle est la différence entre la vitesse d'échappement et la vitesse orbitale?
• La vitesse d'échappement est la vitesse requise pour s'échapper d'une surface.
• La vitesse orbitale est la vitesse requise pour maintenir un objet en orbite.
• Ces deux quantités sont indépendantes de l'objet en mouvement.
• La vitesse d'échappement diminuera à mesure que l'objet atteint l'infini et à l'infini, la vitesse sera nulle.
• La vitesse orbitale reste constante tout au long de l'orbite. La vitesse orbitale change de direction.
