Escape Velocity vs Orbital Velocity
La vitesse d'échappement et la vitesse orbitale sont deux concepts très importants impliqués dans la physique. Ces concepts sont très importants dans des domaines tels que les projets satellitaires et les sciences de l'atmosphère. La vitesse de fuite est la raison pour laquelle nous avons une atmosphère et la lune n'en a pas. Il est essentiel d'avoir une bonne compréhension de ces concepts afin d'exceller dans les domaines pertinents. Cet article tentera de comparer la vitesse d'échappement à la vitesse orbitale, leurs définitions, leurs calculs, leurs similitudes et enfin leurs différences.
Vitesse d'échappement
Comme nous le savons d'après la théorie du champ gravitationnel, un objet ayant une masse attire toujours tout autre objet placé à une distance finie de l'objet. Lorsque la distance augmente, la force entre les deux objets diminue avec l'inverse du carré de la distance. A l'infini, la force entre les deux objets est nulle. Le potentiel d'un point autour d'une masse est défini comme le travail qui doit être fait pour amener un objet de masse unitaire de l'infini au point donné. Puisqu'il y a toujours une attraction, le travail à faire est négatif; par conséquent, le potentiel en un point est toujours négatif ou nul. L'énergie potentielle est le potentiel multiplié par la masse de l'objet apporté. La vitesse d'échappement est définie comme la vitesse qu'il faut donner à un objet pour l'envoyer à l'infini sans autre force. En termes d'énergie, l'énergie cinétique due à la vitesse donnée est égale à l'énergie potentielle. Par cette égalité, nous obtenons la vitesse d'échappement comme la racine carrée de (2GM/r). Où r est la distance radiale au point où le potentiel est mesuré.
Vitesse orbitale
La vitesse orbitale est la vitesse qu'un objet doit maintenir pour être sur une certaine orbite. Pour un objet se déplaçant sur une orbite de rayon r, la vitesse orbitale est donnée par la racine carrée de (F r / m) où F est la force nette vers l'intérieur et m est la masse de l'objet orbital. La force vers l'intérieur dans un système de masse est GMm/r2 En substituant ceci, nous obtenons la vitesse orbitale comme racine carrée de (GM/r). Cela peut également être prouvé en utilisant la conservation de l'énergie mécanique d'un champ conservatif. Il faut noter que la vitesse orbitale change de direction. Par conséquent, il s'agit en fait d'une accélération, mais l'amplitude de la vitesse ne change pas. De petites pertes d'énergie dans l'espace entraînent une réduction de cette énergie cinétique, puis l'objet arrive sur une orbite inférieure afin de se stabiliser.
Quelle est la différence entre la vitesse d'échappement et la vitesse orbitale ?
• La vitesse d'échappement est la vitesse nécessaire pour s'échapper d'une surface.
• La vitesse orbitale est la vitesse nécessaire pour maintenir un objet sur une orbite.
• Ces deux grandeurs sont indépendantes de l'objet en mouvement.
• La vitesse d'échappement diminuera lorsque l'objet atteindra l'infini et à l'infini la vitesse sera nulle.
• La vitesse orbitale reste constante tout au long de l'orbite. La vitesse orbitale change de direction.
