Để xác định hai vận tốc "vũ trụ" đặc trưng liên quan đến kích thước và trường hấp dẫn của một số hành tinh. Hành tinh sẽ được coi là một quả bóng.

Cơm. 5.8. Các quỹ đạo khác nhau của các vệ tinh xung quanh Trái đất

Tốc độ vũ trụ đầu tiênđược gọi là tốc độ tối thiểu theo chiều ngang mà tại đó cơ thể có thể di chuyển quanh Trái đất theo quỹ đạo tròn, nghĩa là trở thành một vệ tinh nhân tạo của Trái đất.

Tất nhiên, đây là một sự lý tưởng hóa, thứ nhất, hành tinh này không phải là một quả bóng, và thứ hai, nếu hành tinh này có bầu khí quyển đủ dày đặc, thì một vệ tinh như vậy - ngay cả khi nó có thể được phóng đi - sẽ bị cháy rất nhanh. Một điều nữa là, giả sử, một vệ tinh của Trái đất bay trong tầng điện ly ở độ cao trung bình so với bề mặt 200 km có bán kính quỹ đạo khác với bán kính trung bình của Trái đất chỉ khoảng 3%.

Một vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính (Hình 5.9) chịu tác dụng của lực hấp dẫn Trái đất, khiến nó có gia tốc bình thường

Cơm. 5.9. Chuyển động của vệ tinh nhân tạo Trái đất theo quỹ đạo tròn

Theo định luật II Newton, ta có

Nếu vệ tinh đang chuyển động gần bề mặt Trái đất thì

Do đó, đối với trên Trái đất, chúng ta có được

Có thể thấy rằng nó thực sự được xác định bởi các thông số của hành tinh: bán kính và khối lượng của nó.

Chu kỳ quỹ đạo của một vệ tinh quanh trái đất là

đâu là bán kính quỹ đạo của vệ tinh, và là vận tốc quỹ đạo của nó.

Giá trị tối thiểu của chu kỳ quay đạt được khi chuyển động dọc theo quỹ đạo có bán kính bằng bán kính của hành tinh:

vì vậy vận tốc vũ trụ thứ nhất cũng có thể được định nghĩa như sau: vận tốc của một vệ tinh trên quỹ đạo tròn với chu kỳ quay tối thiểu quanh hành tinh.

Chu kỳ quay tăng khi bán kính quỹ đạo tăng.

Nếu chu kỳ quay của vệ tinh bằng chu kỳ quay của Trái đất quanh trục của nó và hướng quay của chúng giống nhau và quỹ đạo nằm trong mặt phẳng xích đạo thì vệ tinh đó được gọi là địa tĩnh.

Một vệ tinh địa tĩnh liên tục treo trên cùng một điểm trên bề mặt Trái đất (Hình 5.10).

Cơm. 5.10. Chuyển động vệ tinh địa tĩnh

Để một cơ thể có thể rời khỏi phạm vi lực hấp dẫn của Trái đất, nghĩa là có thể di chuyển đến một khoảng cách mà lực hấp dẫn đối với Trái đất không còn đóng vai trò quan trọng, thì cần phải vận tốc thoát thứ hai(Hình 5.11).

tốc độ vũ trụ thứ haiđược gọi là tốc độ nhỏ nhất phải được báo cho cơ thể để quỹ đạo của nó trong trường hấp dẫn của Trái đất trở thành parabol, nghĩa là để cơ thể có thể trở thành vệ tinh của Mặt trời.

Cơm. 5.11. Vận tốc không gian thứ hai

Để cơ thể (trong trường hợp không có sức cản của môi trường) vượt qua lực hấp dẫn của trái đất và đi vào vũ trụ, động năng của cơ thể trên bề mặt hành tinh phải bằng (hoặc vượt quá) công việc đã thực hiện chống lại lực hút của trái đất. Hãy viết định luật bảo toàn cơ năng e một cơ thể như vậy. Trên bề mặt của hành tinh, cụ thể - Trái đất

Tốc độ sẽ là nhỏ nhất nếu cơ thể đứng yên ở một khoảng cách vô hạn từ hành tinh

Đánh đồng hai biểu thức này, ta được

từ đâu cho vận tốc vũ trụ thứ hai chúng ta có

Để truyền tốc độ cần thiết cho vật thể được phóng (tốc độ không gian thứ nhất hoặc thứ hai), sẽ thuận lợi khi sử dụng tốc độ tuyến tính của vòng quay của Trái đất, nghĩa là phóng nó càng gần xích đạo càng tốt, nơi có tốc độ này, như chúng ta đã thấy, 463 m/s (chính xác hơn là 465,10 m/s ). Trong trường hợp này, hướng phóng phải trùng với hướng quay của Trái đất - từ tây sang đông. Thật dễ dàng để tính toán rằng theo cách này, bạn có thể tiết kiệm một vài phần trăm chi phí năng lượng.

Tùy thuộc vào tốc độ ban đầu được báo cáo cho cơ thể tại điểm ném VÀ trên bề mặt Trái đất có thể xảy ra các dạng chuyển động sau (Hình 5.8 và 5.12):

Cơm. 5.12. Các dạng quỹ đạo hạt phụ thuộc vào tốc độ ném

Chuyển động trong trường hấp dẫn của bất kỳ thiên thể vũ trụ nào khác, chẳng hạn như Mặt trời, được tính toán theo cùng một cách. Để vượt qua lực hấp dẫn của ngôi sao sáng và rời khỏi hệ mặt trời, một vật thể đứng yên so với Mặt trời và nằm ở khoảng cách với nó bằng bán kính quỹ đạo của trái đất (xem ở trên) phải được cung cấp tốc độ tối thiểu được xác định từ bình đẳng

trong đó, nhớ lại, là bán kính quỹ đạo của trái đất và là khối lượng của Mặt trời.

Từ đây, theo một công thức tương tự như biểu thức cho vận tốc vũ trụ thứ hai, trong đó cần thay thế khối lượng Trái đất bằng khối lượng Mặt trời và bán kính Trái đất bằng bán kính quỹ đạo của trái đất:

Chúng tôi nhấn mạnh rằng - đây là tốc độ tối thiểu phải được cung cấp cho một vật thể bất động nằm trong quỹ đạo của trái đất để nó vượt qua lực hút của Mặt trời.

Chúng tôi cũng ghi nhận mối liên hệ

với tốc độ quỹ đạo của Trái đất. Mối quan hệ này, lẽ ra phải như vậy - Trái đất là một vệ tinh của Mặt trời, giống như giữa vận tốc vũ trụ thứ nhất và thứ hai và .

Trong thực tế, chúng tôi phóng một tên lửa từ Trái đất, vì vậy rõ ràng nó tham gia vào chuyển động quỹ đạo quanh Mặt trời. Như hình trên, Trái đất chuyển động quanh Mặt trời với vận tốc tuyến tính

Nên phóng tên lửa theo hướng chuyển động của Trái đất quanh Mặt trời.

Tốc độ phải được cung cấp cho một vật thể trên Trái đất để nó rời khỏi hệ mặt trời mãi mãi được gọi là tốc độ vũ trụ thứ ba .

Tốc độ phụ thuộc vào hướng mà tàu vũ trụ rời khỏi vùng trọng lực của trái đất. Khi phóng tối ưu, tốc độ này xấp xỉ = 6,6 km/s.

Nguồn gốc của con số này cũng có thể được hiểu từ những cân nhắc về năng lượng. Có vẻ như chỉ cần tên lửa báo tốc độ so với Trái đất là đủ

theo hướng chuyển động của Trái đất quanh Mặt trời và nó sẽ rời khỏi hệ mặt trời. Nhưng điều này sẽ đúng nếu Trái đất không có trường hấp dẫn của riêng nó. Cơ thể phải có tốc độ như vậy, đã rời khỏi trọng trường. Do đó, cách tính vận tốc vũ trụ thứ ba rất giống với cách tính vận tốc vũ trụ thứ hai, nhưng với một điều kiện bổ sung - một vật thể ở khoảng cách rất xa so với Trái đất vẫn phải có vận tốc:

Trong phương trình này, chúng ta có thể biểu thị thế năng của một vật thể trên bề mặt Trái đất (số hạng thứ hai ở vế trái của phương trình) theo vận tốc vũ trụ thứ hai theo công thức thu được trước đó cho vận tốc vũ trụ thứ hai

Từ đây ta tìm

thông tin thêm

http://www.plib.ru/library/book/14978.html - Sivukhin D.V. Giáo trình vật lý đại cương, tập 1, Mechanics Ed. Khoa học 1979 - trang 325–332 (§61, 62): công thức cho tất cả các vận tốc vũ trụ (bao gồm cả vận tốc thứ ba) được suy ra, các bài toán về chuyển động của tàu vũ trụ được giải quyết, định luật Kepler được suy ra từ định luật vạn vật hấp dẫn.

http://kvant.mirror1.mccme.ru/1986/04/polet_k_solncu.html - Tạp chí Kvant - chuyến bay của tàu vũ trụ tới Mặt trời (A. Byalko).

http://kvant.mirror1.mccme.ru/1981/12/zvezdnaya_dinamika.html - tạp chí Kvant - động lực học sao (A. Chernin).

http://www.plib.ru/library/book/17005.html - Strelkov S.P. Cơ học Ed. Science 1971 - tr. 138–143 (§§ 40, 41): lực ma sát nhớt, định luật Newton.

http://kvant.mirror1.mccme.ru/pdf/1997/06/kv0697sambelashvili.pdf - Tạp chí Kvant - máy trọng lực (A. Sambelashvili).

http://publ.lib.ru/ARCHIVES/B/""Bibliotechka_""Kvant""/_""Bibliotechka_""Kvant"".html#029 - A.V. Byalko "Hành tinh của chúng ta là Trái đất". Khoa học 1983, ch. 1, đoạn 3, trang 23–26 - sơ đồ về vị trí của hệ mặt trời trong thiên hà của chúng ta, hướng và tốc độ chuyển động của Mặt trời và Thiên hà so với nền vi sóng vũ trụ được đưa ra.

Nếu một vật thể nào đó được truyền cho một vận tốc bằng vận tốc vũ trụ thứ nhất, thì nó sẽ không rơi xuống Trái đất mà sẽ trở thành một vệ tinh nhân tạo chuyển động theo quỹ đạo tròn gần Trái đất. Nhớ lại rằng tốc độ này phải vuông góc với hướng tới tâm Trái đất và có độ lớn bằng nhau
v I = √(gR) = 7,9 km/s,
ở đâu g \u003d 9,8 m / s 2- gia tốc rơi tự do của các vật gần bề mặt Trái đất, R = 6,4 × 10 6 m- bán kính Trái đất.

Liệu một cơ thể có thể phá vỡ hoàn toàn xiềng xích của lực hấp dẫn “gắn kết” nó với Trái đất không? Hóa ra là có thể, nhưng để làm được điều này, nó cần phải được "ném" với tốc độ cao hơn nữa. Tốc độ ban đầu tối thiểu phải được báo cáo cho cơ thể ở bề mặt Trái đất để nó vượt qua lực hấp dẫn của trái đất được gọi là vận tốc vũ trụ thứ hai. Hãy tìm ý nghĩa của nó vII.
Khi cơ thể di chuyển ra khỏi Trái đất, lực hấp dẫn sẽ hoạt động tiêu cực, do đó động năng của cơ thể giảm. Đồng thời, lực hấp dẫn cũng giảm. Nếu động năng giảm xuống bằng không trước khi lực hấp dẫn bằng không, cơ thể sẽ quay trở lại Trái đất. Để ngăn điều này xảy ra, động năng cần được giữ khác không cho đến khi lực hấp dẫn biến mất. Và điều này chỉ có thể xảy ra ở một khoảng cách vô cùng lớn so với Trái đất.
Theo định lý động năng, độ biến thiên động năng của một vật bằng công do lực tác dụng lên vật đó. Đối với trường hợp của chúng tôi, chúng tôi có thể viết:
0 − mv II 2 /2 = A,
hoặc
mv II 2 /2 = −A,
ở đâu tôi là khối lượng của cơ thể ném từ Trái đất, Một- công của lực hấp dẫn.
Do đó, để tính vận tốc vũ trụ thứ hai, cần phải tìm công của lực hấp dẫn của cơ thể đối với Trái đất khi cơ thể di chuyển ra khỏi bề mặt Trái đất một khoảng cách lớn vô hạn. Có vẻ đáng ngạc nhiên, công việc này hoàn toàn không phải là vô cùng lớn, mặc dù thực tế là chuyển động của cơ thể dường như là vô cùng lớn. Lý do cho điều này là sự giảm lực hấp dẫn khi cơ thể di chuyển ra khỏi Trái đất. Công do lực hấp dẫn thực hiện là gì?
Hãy tận dụng đặc điểm là công của lực hấp dẫn không phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo của cơ thể và xem xét trường hợp đơn giản nhất - cơ thể di chuyển ra khỏi Trái đất dọc theo một đường đi qua tâm Trái đất. Hình minh họa ở đây cho thấy quả địa cầu và một vật thể có khối lượng tôi, di chuyển dọc theo hướng được chỉ định bởi mũi tên.

Tìm một công việc đầu tiên một 1, làm cho lực hấp dẫn trong một khu vực rất nhỏ từ một điểm tùy ý Nđến điểm N 1. Khoảng cách của các điểm này đến tâm Trái đất sẽ được biểu thị bằng r và r1, tương ứng, vì vậy làm việc một 1 sẽ bằng
A 1 = -F(r 1 - r) = F(r - r 1).
Nhưng ý nghĩa của sức mạnh là gì F nên được thay thế vào công thức này? Bởi vì nó thay đổi từ điểm này sang điểm khác: N nó bằng GmM/r 2 (m là khối lượng của Trái đất), tại điểm N 1 − GmM/r 1 2.
Rõ ràng, bạn cần lấy giá trị trung bình của lực này. Vì những khoảng cách r và r1, khác nhau rất ít, thì làm giá trị trung bình, chúng ta có thể lấy giá trị của lực tại một số trung điểm, chẳng hạn, sao cho
r cp 2 = rr 1.
Sau đó, chúng tôi nhận được
A 1 = GmM(r − r 1)/(rr 1) = GmM(1/r 1 − 1/r).
Lập luận theo cách tương tự, chúng tôi thấy rằng trên phân khúc N 1 N 2 công việc đã xong
A 2 = GmM(1/r 2 − 1/r 1),
vị trí trên N 2 N 3 Công việc là
A 3 = GmM(1/r 3 − 1/r 2),
và trên trang web NN3 Công việc là
A 1 + A 2 + A 2 = GmM(1/r 3 − 1/r).
Mô hình rất rõ ràng: công của lực hấp dẫn khi di chuyển một vật thể từ điểm này sang điểm khác được xác định bởi sự khác biệt về khoảng cách nghịch đảo từ các điểm này đến tâm Trái đất. Bây giờ thật dễ dàng để tìm thấy và tất cả các công việc VÀ khi di chuyển một cơ thể từ bề mặt Trái đất ( r = R) trên một khoảng cách vô hạn ( r → ∞, 1/ r = 0):
A = GmM(0 − 1/R) = −GmM/R.
Có thể thấy, công trình này quả thực không lớn vô hạn.
Thay thế biểu thức kết quả cho VÀ vào công thức
mv II 2 /2 = −GmM/R,
tìm giá trị của vận tốc vũ trụ thứ hai:
v II = √(−2A/m) = √(2GM/R) = √(2gR) = 11,2 km/s.
Điều này chứng tỏ rằng vận tốc vũ trụ thứ hai trong √{2} lần lớn hơn vận tốc vũ trụ đầu tiên:
vII = √(2)vI.
Trong các tính toán của mình, chúng tôi đã không tính đến thực tế là cơ thể chúng ta không chỉ tương tác với Trái đất mà còn với các vật thể không gian khác. Và trước hết - với Mặt trời. Nhận được vận tốc ban đầu bằng vII, cơ thể sẽ có thể vượt qua lực hấp dẫn đối với Trái đất, nhưng sẽ không thực sự tự do mà sẽ biến thành một vệ tinh của Mặt trời. Tuy nhiên, nếu cơ thể gần bề mặt Trái đất được thông báo về cái gọi là vận tốc vũ trụ thứ ba vIII = 16,6 km/s, sau đó nó sẽ có thể vượt qua lực hấp dẫn của Mặt trời.
Xem ví dụ

Tốc độ vũ trụ đầu tiên là tốc độ tối thiểu mà một vật thể chuyển động theo chiều ngang trên bề mặt hành tinh sẽ không rơi xuống nó mà sẽ chuyển động theo quỹ đạo tròn.

Xét chuyển động của một vật trong hệ quy chiếu phi quán tính - so với Trái đất.

Trong trường hợp này, vật thể trên quỹ đạo sẽ đứng yên, vì hai lực sẽ tác dụng lên nó: lực ly tâm và lực hấp dẫn.

trong đó m là khối lượng của vật thể, M là khối lượng của hành tinh, G là hằng số hấp dẫn (6,67259 10 −11 m? kg −1 s −2),

Vận tốc vũ trụ đầu tiên, R là bán kính của hành tinh. Giá trị số thay thế (đối với Trái đất 7,9 km/s

Vận tốc vũ trụ đầu tiên có thể được xác định thông qua gia tốc rơi tự do - vì g = GM / R?, sau đó

Tốc độ vũ trụ thứ hai là tốc độ thấp nhất phải được cung cấp cho một vật thể có khối lượng không đáng kể so với khối lượng của một thiên thể để vượt qua lực hấp dẫn của thiên thể này và để lại một quỹ đạo tròn xung quanh nó.

Hãy viết định luật bảo toàn cơ năng

trong đó bên trái là động năng và thế năng trên bề mặt hành tinh. Ở đây m là khối lượng của vật thể thử nghiệm, M là khối lượng của hành tinh, R là bán kính của hành tinh, G là hằng số hấp dẫn, v 2 là vận tốc vũ trụ thứ hai.

Có một mối quan hệ đơn giản giữa vận tốc vũ trụ thứ nhất và thứ hai:

Bình phương của vận tốc thoát bằng hai lần thế năng Newton tại một điểm cho trước:

Bạn cũng có thể tìm thông tin quan tâm trong công cụ tìm kiếm khoa học Otvety.Online. Sử dụng mẫu tìm kiếm:

Thông tin thêm về chủ đề 15. Nguồn gốc của các công thức cho vận tốc vũ trụ thứ nhất và thứ hai.:

1. Phân bố vận tốc Maxwell. Vận tốc gốc-trung bình-bình phương có thể xảy ra nhất của phân tử.
2. 14. Dẫn xuất của định luật thứ ba của Kepler cho chuyển động tròn
3. 1. Tốc độ đào thải. Tỷ lệ đào thải không đổi. Loại bỏ nửa thời gian
4. 7.7. Công thức Rayleigh-Jeans. giả thuyết Planck. công thức Planck
5. 13. Trắc địa vũ trụ và hàng không. Đặc điểm của âm thanh trong môi trường nước. Hệ thống thị giác máy tầm gần.
6. 18. Khía cạnh đạo đức của văn hóa ngôn luận. Nghi thức lời nói và văn hóa giao tiếp. Công thức của nghi thức lời nói. Công thức nghi thức làm quen, giới thiệu, chào hỏi và tạm biệt. "Bạn" và "Bạn" là hình thức xưng hô trong nghi thức nói của người Nga. Đặc điểm quốc gia của nghi thức lời nói.

Chi tiết Thể loại: Con người và bầu trờiĐăng ngày 07/11/2014 12:37 Lượt xem: 9512

Nhân loại đã phấn đấu cho không gian trong một thời gian dài. Nhưng làm thế nào để có được lên khỏi mặt đất? Điều gì ngăn cản con người bay lên các vì sao?

Như chúng ta đã biết, điều này đã bị ngăn cản bởi lực hấp dẫn trên mặt đất, hay lực hấp dẫn của Trái đất - trở ngại chính đối với các chuyến bay vào vũ trụ.

trọng lực trái đất

Tất cả các vật thể trên Trái đất đều chịu sự tác động luật hấp dẫn . Theo định luật này, chúng đều hút nhau, nghĩa là chúng tác dụng lên nhau một lực gọi là Lực hấp dẫn hoặc Trọng lực .

Độ lớn của lực này tỉ lệ thuận với tích khối lượng của các vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Vì khối lượng của Trái đất rất lớn và vượt quá đáng kể khối lượng của bất kỳ vật thể nào nằm trên bề mặt của nó, nên lực hấp dẫn của Trái đất lớn hơn nhiều so với lực hấp dẫn của tất cả các vật thể khác. Chúng ta có thể nói rằng so với lực hấp dẫn của Trái đất, chúng thường vô hình.

Trái đất thu hút hoàn toàn mọi thứ. Bất kể vật thể nào chúng ta ném lên, dưới tác dụng của trọng lực, nó nhất định sẽ quay trở lại Trái đất. Hạt mưa rơi xuống, nước từ núi chảy xuống, lá cây rơi xuống. Bất kỳ món đồ nào chúng tôi đánh rơi cũng rơi xuống sàn thay vì trần nhà.

Trở ngại chính cho du hành vũ trụ

Lực hấp dẫn của Trái đất không cho phép máy bay rời khỏi Trái đất. Và không dễ để vượt qua nó. Nhưng con người đã học cách làm điều đó.

Hãy quan sát quả bóng nằm trên bàn. Nếu anh ta lăn khỏi bàn, lực hấp dẫn của Trái đất sẽ khiến anh ta rơi xuống sàn. Nhưng nếu chúng ta lấy quả bóng và dùng lực ném nó ra xa thì nó sẽ không rơi ngay mà sau một thời gian sẽ mô tả quỹ đạo bay trong không trung. Tại sao anh ta có thể vượt qua lực hấp dẫn của trái đất dù chỉ trong một thời gian ngắn?

Và đây là những gì đã xảy ra. Chúng tôi tác dụng một lực lên nó, do đó truyền gia tốc và quả bóng bắt đầu chuyển động. Và quả bóng nhận được gia tốc càng lớn, tốc độ của nó sẽ càng cao và nó có thể bay càng xa và cao hơn.

Hãy tưởng tượng một khẩu pháo gắn trên đỉnh núi, từ đó đạn A được bắn ra với tốc độ cao. Một quả đạn như vậy có khả năng bay vài km. Nhưng cuối cùng viên đạn vẫn sẽ rơi xuống đất. Quỹ đạo của nó dưới tác động của trọng lực có dạng cong. Đạn B được bắn ra từ khẩu pháo với tốc độ cao hơn. Quỹ đạo chuyến bay của nó dài hơn và nó sẽ hạ cánh xa hơn nhiều. Tốc độ của viên đạn càng lớn, quỹ đạo của nó càng thẳng và khoảng cách mà nó bay được càng lớn. Và cuối cùng, ở một tốc độ nhất định, quỹ đạo của đường đạn C có dạng một vòng tròn khép kín. Đạn tạo thành một vòng quanh Trái đất, vòng khác, vòng thứ ba và không còn rơi xuống Trái đất nữa. Nó trở thành một vệ tinh nhân tạo của Trái đất.

Tất nhiên, không ai gửi đạn đại bác vào không gian. Nhưng tàu vũ trụ đã nhận được một tốc độ nhất định sẽ trở thành vệ tinh của Trái đất.

tốc độ vũ trụ đầu tiên

Tốc độ tàu vũ trụ phải đạt được là bao nhiêu để vượt qua lực hấp dẫn của trái đất?

Tốc độ tối thiểu mà một vật thể phải cung cấp để đưa nó vào quỹ đạo tròn (địa tâm) gần Trái đất được gọi là tốc độ vũ trụ đầu tiên .

Hãy để chúng tôi tính giá trị của vận tốc này so với Trái đất.

Một vật thể trên quỹ đạo chịu tác dụng của lực hấp dẫn hướng vào tâm Trái đất. Nó cũng là một lực hướng tâm đang cố gắng kéo cơ thể này về Trái đất. Nhưng cơ thể không rơi xuống Trái đất, vì tác dụng của lực này được cân bằng bởi một lực khác - lực ly tâm, lực này cố gắng đẩy nó ra ngoài. Đánh đồng công thức của các lực này, chúng ta tính được vận tốc vũ trụ đầu tiên.

ở đâu tôi là khối lượng của vật trên quỹ đạo;

m là khối lượng của Trái đất;

v1 là vận tốc vũ trụ đầu tiên;

r là bán kính của trái đất

g là hằng số hấp dẫn.

m = 5,97 10 24 kg, r = 6 371 km. Do đó, v1 ≈ 7,9 km/s

Giá trị của vận tốc vũ trụ đầu tiên trên mặt đất phụ thuộc vào bán kính và khối lượng của Trái đất và không phụ thuộc vào khối lượng của vật thể đưa vào quỹ đạo.

Sử dụng công thức này, bạn có thể tính vận tốc vũ trụ đầu tiên cho bất kỳ hành tinh nào khác. Tất nhiên, chúng khác với vận tốc vũ trụ đầu tiên của Trái đất, vì các thiên thể có bán kính và khối lượng khác nhau. Ví dụ, vận tốc vũ trụ đầu tiên của Mặt trăng là 1680 km/s.

Một vệ tinh nhân tạo của Trái đất được đưa vào quỹ đạo bằng một tên lửa vũ trụ, nó sẽ tăng tốc lên tốc độ vũ trụ thứ nhất trở lên và vượt qua lực hấp dẫn của trái đất.

Sự khởi đầu của thời đại vũ trụ

Vận tốc không gian đầu tiên đạt được ở Liên Xô vào ngày 4 tháng 10 năm 1957. Vào ngày này, người trái đất đã nghe thấy tín hiệu gọi của vệ tinh Trái đất nhân tạo đầu tiên. Nó được phóng lên quỹ đạo với sự trợ giúp của một tên lửa vũ trụ được tạo ra ở Liên Xô. Đó là một quả bóng kim loại có râu, chỉ nặng 83,6 kg. Và bản thân tên lửa đã có sức mạnh to lớn vào thời điểm đó. Thật vậy, để đưa vào quỹ đạo chỉ thêm 1 kg trọng lượng, trọng lượng của tên lửa phải tăng thêm 250-300 kg. Nhưng sự cải tiến của thiết kế tên lửa, động cơ và hệ thống điều khiển đã sớm giúp đưa tàu vũ trụ nặng hơn nhiều vào quỹ đạo trái đất.

Vệ tinh vũ trụ thứ hai, được phóng ở Liên Xô vào ngày 3 tháng 11 năm 1957, đã nặng 500 kg. Trên tàu là thiết bị khoa học phức tạp và sinh vật sống đầu tiên - chú chó Laika.

Thời đại không gian đã bắt đầu trong lịch sử nhân loại.

Vận tốc không gian thứ hai

Dưới tác dụng của lực hấp dẫn, vệ tinh sẽ chuyển động nằm ngang trên hành tinh theo quỹ đạo tròn. Nó sẽ không rơi xuống bề mặt Trái đất, nhưng nó cũng sẽ không di chuyển đến một quỹ đạo khác, cao hơn. Và để anh ta có thể làm được điều này, anh ta cần được cung cấp một tốc độ khác, được gọi là tốc độ vũ trụ thứ hai . Tốc độ này được gọi là hình parabol, tốc độ chạy trốn , tỷ lệ phát hành . Nhận được tốc độ như vậy, cơ thể sẽ không còn là vệ tinh của Trái đất, rời khỏi môi trường xung quanh và trở thành vệ tinh của Mặt trời.

Nếu tốc độ của vật thể khi bắt đầu từ bề mặt Trái đất cao hơn vận tốc vũ trụ thứ nhất, nhưng thấp hơn vận tốc thứ hai, thì quỹ đạo gần Trái đất của nó sẽ có dạng hình elip. Và bản thân cơ thể sẽ vẫn ở trong quỹ đạo gần Trái đất.

Một cơ thể, khi bắt đầu từ Trái đất, đã nhận được tốc độ bằng vận tốc vũ trụ thứ hai, sẽ chuyển động dọc theo một quỹ đạo có dạng parabol. Nhưng nếu tốc độ này thậm chí hơi vượt quá giá trị của vận tốc vũ trụ thứ hai, quỹ đạo của nó sẽ trở thành một hyperbola.

Vận tốc vũ trụ thứ hai, giống như vận tốc thứ nhất, có ý nghĩa khác đối với các thiên thể khác nhau, vì nó phụ thuộc vào khối lượng và bán kính của thiên thể này.

Nó được tính theo công thức:

Tỉ số giữa vận tốc vũ trụ thứ nhất và thứ hai được bảo toàn

Đối với Trái đất, vận tốc thoát thứ hai là 11,2 km/s.

Lần đầu tiên, một tên lửa vượt qua trọng lực được phóng vào ngày 2 tháng 1 năm 1959 tại Liên Xô. Sau 34 giờ bay, cô đã vượt qua quỹ đạo của mặt trăng và đi vào không gian liên hành tinh.

Tên lửa vũ trụ thứ hai hướng tới Mặt trăng được phóng vào ngày 12 tháng 9 năm 1959. Sau đó, có những tên lửa chạm tới bề mặt Mặt trăng và thậm chí hạ cánh nhẹ nhàng.

Sau đó, tàu vũ trụ đã đi đến các hành tinh khác.