Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Что такое космическая скорость? Разве нельзя покинуть орбиту земли и солнечную систему если двигаться вертикально вверх со скоростью 60км/ч?

ФизикаЕстественные наукиКосмические скорости
Анонимный вопрос
  · 238,4 K
Первый
Нейтронная и синхротронная физика, кафедра ядерно-физических методов исследования  · 28 сент 2021
Все объекты, обладающие массой, притягиваются. Это закон всемирного тяготения. То есть если есть два тела (Вы и Земля) то вы всегда будете притягивать друг друга - Земля будет притягивать Вас, а Вы Землю. Таким образом если вы просто подпрыгните на месте, то упадете обратно. Чем быстрее будет выша начальная скорость прыжка, тем выше вы прыгните (пренебрежем в данном случае действием атмосферы и других тел - во вселенной есть только Вы и Земля). Но как бы высоко вы не прыгнули, вы все равно упадете, так как в идеализированном случае закон тяготения действительно всемирный - как бы далеко вы не отошли от планеты, она все равно будет вас притягивать обратно и вы все равно на неё упадете (давайте опять на минуту отсеим зануд, которые сейчас вспомнят про расширение вселенной и постоянную Хаббла - в масштабах солнечной системы и нерелятивистских скоростей можно чуть чуть поплавать в школьной физике)
При этом, пока вас тянет сила тяжести, вы все время будете замедляется (пока поднимаетесь) поэтому что бы двигаться с постоянной скоростью, на вас должна постоянно действовать сила, которая бы противодействовала силе тяжести - некий трос, который вам бросили из бесконечности, вы за него взялись и он вас потянул. Понятное дело, что никаких тросов не существует, и единственной силой, которой вы можете в данном случае воспользоваться - это реактивная, то есть постоянно что то от себя "отрывать" и кидать противоположно своему движению сторону, а сами под бдительным надзором третьего закона Ньютона ускоряться по ходу движения. Рано или поздно, разумеется, то что вы от себя бросаете - кончится, реактивная сила прекратит свое действие и вы :) вновь упадете на Землю.
Как же тогда летают спутники и космонавты, почему они не падают на Землю? Если сильно не умничать и не пользоваться различными теормеховскими решениями, это можно объяснить так - представьте что вы кидаете камень вперёд. Он не падает сразу, а пролетает немного по так называемой "параболической траектории" - летит вперёд и одновременно падает вниз с ускорением. Чем сильнее вы кинете камень, тем дальше он пролетит (опять забываем пока про атмосферу) теперь представьте что у вас есть очень мощная пушка, и стреляет она с некоторой горы параллельно поверхности. Чем сильнее заряд и больше начальная скорость, тем дальше будет стрелять пушка. Однако сила тяготения все так же не будет позволять снаряду лететь прямо - он будет продолжать падать на землю, хоть и полетать какое то расстояние вдоль поверхности. Будем увеличивать скорость до тех пор пока наконец снаряд, выпущенный из пушки, пролетев вокруг всей Земли не стукнет нас сзади по голове. Так вот, если мы выпустим снаряд на достаточной большой скорости, то он просто будет облетать Землю вокруг и не успевать на неё падать (это конечно условно, "на пальцах"). Как раз эта скорость и называется первой космической скоростью. Достигнув её, объект, не подвергающийся внешним тормозящим силам (вроде сопротивления межпланетного газа или очень разряженной атмосферы) , будет кружить вокруг Земли вечно. Это кстати причина, почему Земля не падает на Солнце, а Луна на Землю - они все двигаются с первой космической скоростью относительно того, вокруг кого вращаются. Если мы теперь сядем на снаряд, который все время вращается вокруг Земли, и возьмём к примеру фейерверк, направим его по движению нашего воображаемого снаряда и подождём, наш фейерверк будет нас толкать по ходу движения, увеличивая нашу скорость. Что будет при увеличении скорости? Что ж, снаряд может двигаться вокруг Земли не только по идеалному кругу, но и по эллипсу - вытянутому кругу, у которого один конец ближе к Земле, а другой дальше. Когда мы включим двигатель, мы как бы вытягиваем наш круг в эллипс, а дальний конец эллипса отдаляем от Земли. Этот дальний конец называется апогеем. Теперь вернём Землю обратно в Солнечную систему. Если мы включим наш фейерверк на достаточно долгое время, то апогей будет все дальше и дальше от Земли. Так как мы уже в солнечной системе, то тут есть Солнце, которое притягивает нас так же как и Земля. Так как Солнце дальше, оно притягивает нас слабее. Но Солнце намного больше Земли и, поэтому, сила его гравитации уменьшается с увеличением расстояния намного медленнее, чем сила гравитации Земли. Если мы поднимим апогей достаточно высоко, то в какой то момент он будет настолько далеко от Земли, что в этой точке Солнце будет притягивать нас сильнее, чем Земля. И мы уже не вернёмся обратно на Землю, а начнём вращаться вокруг Солнца. Скорость, при которой мы покинем Землю (а мы помним, что мы покинули её, потому что сидя на нашем снаряде, хорошенько разогнали себя с помощью реактивной тяги) называется второй космической. Так же по аналогии есть третья космическая - скорость, при которой мы покидаем Солнце и начинаем вращаться вокруг центра Галактики, и четвёртая космическая, при которой мы разгоняемся и покидаем Галактику. Впринципе, конечно можно было бы достичь точки равновесия сил тяготения Земли и Солнца, двигась к ней с постоянной скоростью, но по закону Ньютона (да, сэр Исаак Ньютон сыграл во всей этой истории очень значительную роль), вы можете двигаться с постоянной скоростью куда то если сумма сил, действующая на вас, будет равна нулю, то есть, при условии что "что-то" будет тянуть вас от Земли. Так как мы уже отказались от волшебного каната из бесконечности, то единственной такой силой остаётся реактивная, для которой, как мы уже поняли, нужно брать что то с собой, что бы это что то от себя кидать. И так уж получается, что на такую постоянную поездку со скоростью 60 км в час потребуется ооочень много массы и ресурсов. Больше, при чем банальном выстреле из пушки, по аналогии с которым сейчас работает современная космонавтика, когда космический аппарат, как снаряд, разгоняют до огромных скоростей. Ну и разумеется, скорость 60 км в час маловата для космических масштабов :) Луна, ближайшее к нам космическое тело, находится примерно в 350 000 км от нас, а граница солнечной системы на куда более большем расстоянии.
Вы, как не парадоксально, правы. Если все время лететь со скоростью 60 км/час от Земли, то теоретически можно... Читать дальше
младший научный сотрудник ФТИ им. Иоффе  · 3 февр 2020  ·
astropolytech
Весь вопрос в том за счёт чего двигаться. Если у вас есть какой-то источник тяги, постоянно уравновешивающий силу земного притяжения, то, конечно, всё равно с какой скоростью двигаться. Проблема в том, что топлива в ракетах на пару минут от силы, поэтому такой вариант не проходит. Космическая скорость (вторая) - это та, до которой достаточно разогнаться, чтобы улететь... Читать далее
астрофизическое образованиеПерейти на vk.com/astropolytech
3 эксперта согласны
Покинуть планету можно с любой скоростью, но это будет настолько долго и дорого, что это станет невыполнимой... Читать дальше
самовед 🦜 способствую развитию 🦜 учу решать   · 7 янв 2021
Если двигаться вертикально вверх, в один прекрасный момент Ваша скорость станет первой космической, как бы Вы себя не ограничивали. =)) Если только Вы не собираетесь постепенно уменьшать скорость в проекции на вертикаль до "любой окрестности нуля". ... Космическая скорость - это скорость в определённых системах отсчёта, в которых двигаться вертикально вверх можно только... Читать далее
Внимание 💫 Ввиду обилия чатов рабочая ссылка изменена 🦜 Просматриваю в средуПерейти на t.me/svamibodhi
какой длинный, путанный ответ, из которого читателю ничего непонятно. и что это за странное определение... Читать дальше
самовед 🦜 способствую развитию 🦜 учу решать   · 10 янв 2021
Попытка намбе ту (обещал переписать, но тот ответ уже читают... а прямых ошибок там нет, жалко... хотя да, меня самого раздражают разные ответы от одного и того же автора). Если обобщить имеющиеся определения, космическая скорость — это скорость движения в космосе по инерции (только не вздумайте сказать это на экзамене). Многим такое не понравится, и от первоначального... Читать далее
Внимание 💫 Ввиду обилия чатов рабочая ссылка изменена 🦜 Просматриваю в средуПерейти на t.me/svamibodhi
С детства любил космическую фантастику. Работал в космической промышленности, нефтяной...  · 27 февр 2020

Если Вы способны постоянно поддерживать заданную скорость в нужном Вам направлении, т.е. на эту скорость не будут оказывать влияние никакие внешние факторы, то за рассчётный промежуток времени Вы сможете выйти в любую точку вселенной. А все космические скорости придуманы исключительно для ракетной тяги, где необходимо экономить топливо.

1 эксперт согласен
Не совсем так - первая и вторая космические скорости не имеют к ракетной тяге никакого отношения, даже наоборот -... Читать дальше
Просто человек, интересующийся устройством мира  · 17 нояб 2021
Можно, только нужна постоянная "точка опоры" для отталкивания от неё. Вот когда построят космический лифт, то выход на орбиту Земли будет примерно так и происходить.
1 эксперт согласен
Верно, только, наверное, следует добавить, что космический лифт предполагает вывод на геостационарную орбиту.
Я с детства хотел понять что за место такое Вселенная. Лишь с долгими годами усердных...  · 5 февр 2020  ·
nuclearbot
Необходимо начать с того, что вертикальная скорость это относительно, а во Вселенной есть движение только по окружности. На ваш вопрос отвечает закон обратных квадратов физики - сумма сил тяготения и тяги должна равняться нулю, иначе полет перестанет быть равномерным и прямолинейным. Допустим у вас есть бесконечный источник энергии на котором работает двигатель вашего... Читать далее
Когда вы выключите двигатель, земля притянет вас обратно. А вот набрав горизонтально первую космическую,- ваша... Читать дальше
🍀 Естествоиспытатель   · 6 янв 2021  · shymanovsky.mooo.com
Нельзя. Рано или поздно у вас закончится бензин и вы свалитесь обратно. Однако если вы одномоментно разгонитесь до 11 км/сек, энергия в дальнейшем вам не понадобится. Вы улетите от Земли просто по инерции. Чтобы улететь от Солнца потребуется скорость по-больше, но вполне достижимая. Иными словами, при скорости 60 км/ч вам придется постоянно тратить энергию. А при 11... Читать далее
Пенсионер. Увлечение природа.  · 1 февр 2021

От земли оттолкнуться можно. В плотных слоях реактивной силой разогнаться получится. В меньшей гравитации для движения еще больше энергии потребуется(не от чего оттолкнуться) , полагаясь только на инерцию. С малой скоростью и удержать судно никак. Вертолеты летают на воздушных потоках и тем скорость поболее нужна.

безработный смотрю телевизор  · 3 февр 2021

Можно конечно, но НА ЧЕМ? Ракеты можно заставить двигаться с такой скоростью, но не долго, за несколько минут топливо закончится. И о какой орбите вы говорите если мы движемся вертикально вверх? Как топливо закончится мы упадем вниз. Чтобы не упасть обратно надо чтобы вторая космическая скорость в этой точке была меньше 60 км/ч а это далеко за пределами солнечной системы.