 |
|
Космічні швидкості.
Перша космічна швидкість – це швидкість, яку необхідно надати тілу в горизонтальному напрямку, щоб воно стало штучним супутником Землі.
Для того, щоб тіло рухалось поблизу Землі, по кругловій орбіті, тобто стало штучним супутником Землі(ШСЗ) необхідно, щоб доцентрова сила дорівнювала силі тяжіння.
=> 
Друга космічна швидкість – це швидкість, яку необхідно надати тілу, для того, щоб воно штучним супутником Сонця.
Для цього тілу потрібно надати таку кінетичну енергію, яка дорівнювала б роботі по переміщенню тіла з земної поверхні на нескінченність(практично за межі помітного виміру земного тяжіння). Межі земного тяжіння дорівнюють радіусу Землі.
Третя космічна швидкість – це швидкість необхідна для подолання тіла притягання Сонця.
Для цього тілу необхідно надати кінетичну енергію, що дорівнює роботі по переміщенню тіла із земної орбіти на нескінченність. Очевидно, що ця робота дорівнює потенціальній енергії тіла, що знаходиться в полі тяжіння Сонця на відстані земної орбіти від Сонця.
=> 
де 
- швидкість тіла відносно Сонця.
Швидкість – це швидкість тіла відносно сонця, але її можна надати у напрямі дотичної до земної орбіти у напрямі руху Землі. Адже в цьому напрямі тіло має відносно Сонця орбітальну швидкість Землі(29,8 км/с), тому відносно Землі достатньо надати тілу швидкість
Але при цьому треба врахувати, що швидкість 
, тіло повинно мати після виходу з поля тяжіння Землі. Тому початкова швидкість відльоту тіла з земної поверхні 
повинна бути дещо більша . Для визначення 
будемо виходити з таких міркувань.
Для подолання земного тяжіння, зберігаючи при цьому швидкість , тіло повинно мати кінетичну енергію 
, що дорівнює сумі потенціальної енергії на земній поверхні 
і кінетичної енергії тіла 
. Тоді на основі заходу збереження енергії можемо записати:
=> 
Четверта космічна швидкість. Маючи 
земне тіло могло б подолати тяжіння Галактики і піти у Всесвіт. Точний розрахунок четвертої космічної швидкості складний. Тому ми обмежимось приблизною оцінкою її величини, виходячи з таких міркувань.
Астрономічні спостереження показують, що серед зірок, які рухаються навколо центра Галактики на ті й же відстані, що і Сонце, не існує ні однієї зорі, швидкість якої перевищувала б 285 км/с(Саме Сонце має швидкість 220 км/с). Це зумовлено, ймовірно, тим, що швидкість 285 км/с і є та найбільша швидкість при якій зірки можуть залишатись в межах Галактики. При більшій швидкості вони вже не утримуються нашою зірковою системою. Отже четверта космічна швидкість повинна бути дещо більшою 285 км/с , і як показують розрахунки астрофізиків, приблизно дорівнює 290 км/с.