Ταχύτητα διαφυγής
From Wikipedia, the free encyclopedia
Ταχύτητα διαφυγής (αγγλικά: escape velocity) χαρακτηρίζεται οποιαδήποτε ταχύτητα που υπερνικά ενάντια δράση. Ειδικότερα στην Αστρονομία, Αστροναυτική και Κοσμογραφία ως ταχύτητα διαφυγής χαρακτηρίζεται η ελάχιστη αρχική ταχύτητα που θα πρέπει να αναπτύξει ένα σώμα (π.χ. ένας πύραυλος) προκειμένου να υπερνικήσει τη βαρυτική έλξη που υφίσταται αυτό στην επιφάνεια ενός ουρανίου σώματος. Για να διαφύγει από τη βαρύτητα ενός ουράνιου σώματος ένας πύραυλος πρέπει να έχει κινητική ενέργεια που να ξεπερνά την δυναμική του ενέργεια στο βαρυτικό πεδίο του ουράνιου σώματος.
Το λήμμα παραθέτει τις πηγές του αόριστα, χωρίς παραπομπές. |
Σε κάθε ουράνιο σώμα παρατηρείται διαφορετική ένταση βαρύτητας, συνεπώς διαφορετική είναι και η ταχύτητα διαφυγής η οποία μειώνεται υψομετρικά από την επιφάνειά του. Όσο πιο μακριά βρίσκονται τα κέντρα των μαζών δύο σωμάτων, τόσο μικρότερη είναι η ταχύτητα διαφυγής του ενός ως προς το άλλο.
Η ταχύτητα διαφυγής δίνεται από την ακόλουθη σχέση:
όπου vesc η ταχύτητα διαφυγής, G η παγκόσμια σταθερά της βαρύτητας, Μ η μάζα του σφαιρικού σώματος (το οποίο υποτίθεται σφαιρικά συμμετρικό) και R η ακτίνα του. Είναι αξιοσημείωτο ότι η ταχύτητα αυτή είναι ανεξάρτητη της μάζας του σώματος που χρειάζεται να αποκτήσει την παραπάνω ταχύτητα ώστε να διαφύγει από τη βαρυτική έλξη ενός σφαιρικού σώματος, γεγονός το οποίο οφείλεται εξ' ολοκλήρου στην ιδιαίτερη φύση της βαρύτητας.
Η ταχύτητα διαφυγής στην επιφάνεια της Γης, μη λαμβάνοντας υπόψη την αντίσταση της ατμοσφαίρας, είναι ≈11.2 km/s (χλμ./δευτερόλεπτο), στη Σελήνη ≈2.4 km/s και στον Ήλιο ≈617.5 km/s. Οι αριθμοί αυτοί ισχύουν υποθέτοντας ότι τα προηγούμενα ουράνια σώματα είναι τέλειες σφαίρες.
Η ταχύτητα διαφυγής ελαττώνεται όσο απομακρύνεται το ένα σώμα από το άλλο. Αν το μικρότερο σώμα αναπτύξει ταχύτητα μικρότερη της ταχύτητας διαφυγής, τότε αυτό δεν πρόκειται να εγκαταλείψει το μεγαλύτερο. Συνεπώς, ένα αντικείμενο που εκτοξεύεται από την επιφάνεια της Γης με αρχική ταχύτητα μικρότερη της ταχύτητας διαφυγής δεν θα εγκαταλείψει ποτέ την βαρυτική έλξη της Γης. Στην πραγματικότητα η απαιτούμενη ταχύτητα είναι ακόμα μεγαλύτερη από την ταχύτητα διαφυγής, καθώς στο αντικείμενο θα ασκηθούν και δυνάμεις τριβής λόγω της ατμόσφαιρας της Γης.