Перша космічна швидкість
Після того як Ісаак Ньютон відкрив закон всесвітнього тяжіння, йому стало цікаво, з якою швидкістю потрібно кинути тіло, щоб воно, подолавши гравітаційне поле, назавжди покинуло земну кулю.
Правда, він уявляв собі дещо інакше, в його розумінні була не стоїть вертикально ракета, спрямована в небо, а тіло, яке горизонтально здійснює стрибок з вершини гори. Це була логічна ілюстрація, оскільки на вершині гори сила тяжіння трохи менше.
Так, на вершині Евересту прискорення вільного падіння буде одно не звичні 9,8 м/с2, а майже м/с2. Саме з цієї причини там настільки розряджене повітря, частинки повітря уже не так прив’язані до гравітації, як ті, які «впали» до поверхні.
Постараємося дізнатися, що таке космічна швидкість.
Перша космічна швидкість v1 – це така швидкість, при якій тіло покине поверхню Землі (або іншої планети) і перейде на кругову орбіту.
Постараємося дізнатися чисельної значення цієї величини для нашої планети.
Запишемо другий закон Ньютона для тіла, яке обертається навколо планети по круговій орбіті:
,
де h — висота тіла над поверхнею, R — радіус Землі.
На орбіті на тіло діє відцентрове прискорення , таким чином:
.
Маси скорочуються, отримуємо:
,
.
Ця швидкість називається першою космічною швидкістю:
Як можна помітити, космічна швидкість абсолютно не залежить від маси тіла. Таким чином, будь-який предмет, розігнаний до швидкості 7,9 км/с, покине нашу планету і перейде на її орбіту.
Перша космічна швидкість