Скорость, чтобы бросить что-то в космос

Я новичок здесь, потому что я думаю, что мне нужна помощь. Наш учитель дал нам задание выяснить, с какой скоростью нужно что-то подбросить вверх (трение и масса не учитываются), чтобы оно покинуло атмосферу. Итак, мой первый подход (я не очень силен в физике, не судите меня) будет заключаться в том, чтобы просто использовать формулу для вертикальных бросков, которая вычисляет высоту в зависимости от скорости относительно земли, а затем заполнить 100 км, то есть расстояние между землей и конец атмосферы. Тогда, если исключить массу и трение, это было бы очень просто, но я знаю, что сила земного притяжения становится меньше, чем шире что-то отворачивается от земли. Так что я бы просто использовал формулу гравитации и стандартную формулу вертикального броска, но есть ли что-то еще, что я должен учитывать, или я совершенно неправильно думаю?

подсказка: можно ли пренебречь изменением ускорения свободного падения с высотой? см. wolframAlpha для ответа .
Есть много способов подойти к этому, каждый из которых имеет свой собственный набор предположений и параметров для рассмотрения. Вы можете помочь нам, определив уровень класса. Средняя школа? АП Физика? Механика промежуточного звена вуза??
Старшая школа, но проклятие земли, как я уже сказал, мы не учитываем трение или массу. Так что в основном я бы просто рассчитал гравитационное ускорение на 50 км, чтобы получить среднее гравитационное ускорение, и использовал его в формуле.
Но какие еще параметры вы имеете в виду? Мне действительно интересно, так как проклятие было довольно скучным до этого
Вы знаете немного исчисления?
Да, конечно
Чтобы проверить свой окончательный ответ, какой бы метод вы ни использовали, посетите nasa.gov/externalflash/the_shuttle/#fragment-3 .

Ответы (1)

Если вы собираетесь игнорировать трение (атмосферное сопротивление), но не то, как гравитационное ускорение зависит от расстояния от Земли, используйте закон сохранения энергии.

Потенциальная энергия U объекта с массой м в центральном гравитационном поле объекта массой М дан кем-то:

U ( р ) "=" м М г р ,

с р расстояние от центра поля.

Подбрасывая предмет, кинетическая энергия К преобразуется в потенциальную энергию:

К "=" 1 2 м в 2 ,

где в есть скорость объекта.

Закон сохранения энергии говорит нам, что:

(1) Δ К "=" Δ U ( р )

Скажем, мы бросаем объект из р 0 (поверхность Земли) до р 1 , начальная скорость в 0 и конечная скорость в , уравнение ( 1 ) затем используется для расчета в 0 как функция в , р 1 и р 0 .

Обратите внимание, что пренебрежение сопротивлением воздуха приводит к недооценке в 0 потому что работа (кинетическая энергия) должна совершаться против силы сопротивления.

Так где же разница между скоростью убегания и этим?
скорость убегания получается, если взять 100   к м "=" .
Они очень связаны. Для скорости убегания р 1 устанавливается на бесконечность: р 1 "=" + . Что означает, что U ( р 1 ) "=" 0 . в 0 тогда скорость убегания объекта (опять же, без учета трения воздуха ). Кроме того, установите в "=" 0 (нулевая конечная скорость).