La seconda velocità cosmica è il suo significato e significato.

Le prime fonti di lingua scritta, leggende orali e leggende trasmesse di bocca in bocca indicano il desiderio di una persona di volare, come un uccello. E così aereo facilmente superare qualsiasi volatile. Ma l'uomo non solo padroneggiava lo spazio aereo, questo gli sembrava un po '.

Lo spazio vicino è dominato attivamente, interi complessi composti da moduli residenziali, scientifici e tecnici sono nell'orbita terrestre. Sul pianeta rosso - Marte - i veicoli di ricerca automatica si stanno scatenando, "enormi passi dell'umanità" sono stati fatti sulla superficie della Luna, e le missioni "Voyager" lasciano la loro stella natale per sempre. Quanto velocemente volano nello spazio i veicoli spaziali? "Seconda velocità cosmica" - cosa significa questa frase?

Come staccarsi dalla Terra e come lasciarla

Per cominciare, diamo un'occhiata a come vola la nostra navicella spaziale. Immagina che una fantastica torre sia stata costruita sulla superficie della terra. Così in alto che la sua parte superiore si trova dove non c'è aria. Sul sito superiore della struttura, posizioniamo un cannone in grado di produrre proiettili con diverse velocità iniziali.

Il primo proiettile è prodotto con una piccola quantità di polvere in carica. Il guscio cade vicino alla torre. Se ogni colpo successivo viene fatto aumentando costantemente la potenza della carica, i proiettili sparati dal cannone cadranno più lontano, piegandosi attorno al globo.

A condizione che la nostra pistola sia posizionata così in alto che i gusci voleranno fuori dall'atmosfera e che l'aria non rallenti il ​​loro movimento, a un certo punto il proiettile (numero 6 nella figura) non cadrà affatto sulla superficie del pianeta. Dopo averlo costeggiato, volerà accanto alla pistola che l'ha lanciata e andrà al secondo, terzo round, ecc. Saremo in grado di osservare questo effetto quando la velocità iniziale del proiettile è di 7,91 chilometri al secondo - questa è la prima velocità cosmica.

E cosa accadrà se la velocità aumenterà ulteriormente? Se si rilascia un proiettile da un cannone in modo che voli più velocemente di 11 km / s, la sua traiettoria si trasformerà da un'ellisse in una parabola (linea 7 nella figura) e, avendo superato la forza di attrazione, lascerà il nostro pianeta per sempre. Questa è la seconda velocità cosmica nella meccanica celeste.

Chi era il primo

Chi è stato il primo a dare una tale velocità alla tecnologia? Entrambi - la prima e la seconda velocità cosmica - furono raggiunti da dispositivi fatti dalle mani di ingegneri sovietici.

Nell'autunno del 57 ° secolo, il veicolo di lancio sovietico P-7, dopo aver sviluppato la prima velocità cosmica, produsse Orbita terrestre il primo nella storia del satellite artificiale dell'umanità. Ma un uomo non sarebbe se stesso se fosse soddisfatto del destino di girare intorno alla sua culla.

Dopo soli due anni, sempre dal veicolo spaziale sovietico, fu raggiunta la seconda velocità spaziale dei razzi, che permise alla missione di superare la gravità e dirigersi verso la luna.

Come calcolare

E da cosa dipende la grandezza delle velocità cosmiche? Ovviamente, in primo luogo, dal potere del campo gravitazionale, che crea un corpo cosmico. Una cosa è staccarsi da un asteroide, dove puoi dare alla palla una seconda velocità cosmica semplicemente facendo oscillare di più, lanciarla nello spazio. Un'altra cosa: lasciare la Terra, con la sua massa.

C'è un'altra sfumatura. Considera due pianeti in orbita attorno al sole: Mercurio e piccolo pianeta recentemente aperto da Eridu. Entrambi i corpi cosmici ruotano attorno alla stessa stella con la stessa massa. Ma qui 1, la velocità spaziale di Mercurio è di circa 50 km / s, mentre Eris vola nella sua orbita molto più lentamente - circa 3,5 km / s. Qual è il problema? E il fatto che Eris sia 200 volte più lontano dal luminare di Mercurio e forza di attrazione Il sole è 200 volte più debole lì. Quindi un altro fattore: la distanza dal centro del corpo cosmico. Cioè, più siamo vicini ad essa, maggiore sarà la seconda velocità cosmica. La formula per la prima velocità cosmica è nota dal corso di fisica della scuola.

In esso:

• G è la costante di gravità, è assunta nei calcoli di 6,67 ∙ 10 ^-11 m ³ ∙ s ^-2 kg;
• M è la massa del corpo cosmico;
• R è la distanza dal centro del pianeta all'orbita (raggio di rotazione).

Non è difficile calcolare la seconda velocità cosmica. La sua formula è data sotto.

Fatti interessanti

Per essere nella regione dell'orbita terrestre, lasciare il Sistema Solare per sempre, è necessario accelerare ad una velocità (rispetto al Sole) di 47 km / s, è comunemente chiamata la terza velocità spaziale.

Il nostro Sole, proprio come il pianeta che lo circonda, ruota attorno al centro della galassia, la Via Lattea, ad una velocità di circa 250 chilometri al secondo. Per poter dire addio alla galassia, avrebbe bisogno di una velocità di circa 650 km / s (velocità cosmica numero 4).

La seconda velocità cosmica per un piccolo asteroide è di circa 30-60 m / s. Volare lontano da un tale oggetto nello spazio è facile. Un'altra cosa - stelle di neutroni o qualcosa di peggio - buchi neri. La seconda velocità cosmica per un buco nero - oltre 300 mila chilometri al secondo - è più alta la velocità della luce. Ecco perché nessun oggetto, nemmeno la luce, è in grado di lasciare le braccia di questo mostro cosmico.