Velocidade de escape vs velocidade orbital
A velocidade de escape e a velocidade orbital são dois conceitos muito importantes envolvidos na física. Esses conceitos são muito importantes em áreas como projetos de satélites e ciências atmosféricas. A velocidade de escape é a razão pela qual temos uma atmosfera e a lua não tem. É vital ter um bom entendimento desses conceitos para se destacar em campos relevantes. Este artigo tentará comparar a velocidade de escape com a velocidade orbital, suas definições, cálculos, semelhanças e finalmente diferenças.
Velocidade de escape
Como sabemos pela teoria do campo gravitacional, um objeto com massa sempre atrai qualquer outro objeto que esteja colocado a uma distância finita do objeto. Conforme a distância aumenta, a força entre os dois objetos diminui com o quadrado inverso da distância. No infinito, a força entre os dois objetos é zero. O potencial de um ponto em torno de uma massa é definido como o trabalho que deve ser feito para trazer um objeto de massa unitária do infinito até o ponto dado. Como sempre há uma atração, o trabalho a ser feito é negativo; portanto, o potencial em um ponto é sempre negativo ou zero. Energia potencial é o potencial multiplicado pela massa do objeto trazido. A velocidade de escape é definida como a velocidade que deve ser dada a um objeto para enviá-lo ao infinito sem qualquer outra força. Em termos de energia,a energia cinética devida à velocidade dada é igual à energia potencial. Por esta igualdade, obtemos a velocidade de escape como a raiz quadrada de (2GM / r). Onde r é a distância radial ao ponto em que o potencial é medido.
Velocidade orbital
A velocidade orbital é a velocidade que um objeto deve manter para estar em uma determinada órbita. Para um objeto indo em uma órbita com raio r, a velocidade orbital é dada pela raiz quadrada de (F r / m) onde F é a força interna líquida em é a massa do objeto orbital. A força interna em um sistema de massa é GMm / r 2. Substituindo isso, obtemos a velocidade orbital como a raiz quadrada de (GM / r). Isso também pode ser provado usando a conservação de energia mecânica de um campo conservador. Deve-se notar que a velocidade orbital está mudando de direção. Portanto, isso na verdade é aceleração, mas a magnitude da velocidade não muda. Pequenas perdas de energia no espaço fazem com que essa energia cinética seja reduzida, e então o objeto chega a uma órbita inferior para se estabilizar.
Qual é a diferença entre Escape Velocity e Orbital Velocity?
• A velocidade de escape é a velocidade necessária para escapar de uma superfície.
• A velocidade orbital é a velocidade necessária para manter um objeto em órbita.
• Ambas as quantidades são independentes do objeto em movimento.
• A velocidade de escape irá reduzir conforme o objeto atinge o infinito e no infinito a velocidade será zero.
• A velocidade orbital permanece constante ao longo da órbita. A velocidade orbital muda de direção.
