Publicité ▼
voir la définition de Wikipedia
Wikipedia
Fizikte kurtulma hızı, kütleçekim alanındaki (yerçekimi etkisindeki) herhangi bir cismin kinetik enerjisinin söz konusu alana bağıl potansiyel enerjisine eşit olduğu andaki hızıdır. Genellikle üç boyutlu bir uzayda bulunan cimsin kendisini etkileyen kütleçekim alanından kurtulabilmesi için ulaşması gereken sürati ifade eder.


Konu başlıkları
Belirli bir kütleçekimsel alan etkisi altında ve pozisyonda, bir cismin kütleçekim kaynağından herhangi bir ek ivme gerektirmeden kaçabilmesi için sahip olması gereken minimum hız o cismin kurtulma hızıdır. Kurtulma hızına sahip cisim kaçmaya çalıştığı kütleye geri düşmez veya o cisim etrafında herhangi bir yörüngede (orbit) hareket etmez. Kurtulma hızı teoride yönden bağımsızdır; yani bu hıza sahip cisim üç boyutlu bir uzayda hangi yönde hareket ediyor olsun çekim kaynağından kaçmayı başaracaktır. Ancak yön, pratik uzay uygulamalarında önemlidir çünkü Uzay Mühendisliği bilimince de sıkça incelendiği gibi, cismin fırlatılış hızı ile beraber sahip olacağı son yörüngeyi belirler. Dolayısıyla, kutupsal (polar) yörüngeye yerleştirilecek bir uyduyu taşıyan füzeye atmosferdeki yükselişi esnasında verilecek yön ile eliptik bir yörüngeye yerleştirilecek başka bir uyduyu taşıyan füzeye verilecek yön, hemen hemen ayni yükseliş hızına sahip de olsalar farkıdır. Kurtulma hızına ulaştırılıp, dünyanın yerçekim alanını terk ettirilecek (örn. uzay sondaları) gibi cisimler fırlatılışın genellikle tüm aşamalarını atmosfere dik olarak geçtikten sonra uzay ortamında ateşlenen nispeten küçük roket motorlarıyla gidecekleri hedef gezegene doğru yönlendirilirler.
Aynı fiziksel teoremi tersten düşünecek olursak, tek merkezli bir gravitasyonel (kütleçekimsel) alanın etkisi altında ve sonsuz uzaklıktaki bir cisim, söz konusu kütleçekimsel alanı yaratan kütleye yaklaşırken en fazla o cisimden kaçarken erişmesi gereken minimum hız olan kurtulma hızında seyir edecektir. Kurtulma hızı genellikle kütlelerin yüzeyinde ölçülür. Yani, "Dünya'nın kurtulma hızı 11.2 km/s'dir" dediğimizde aslında dünyanın yüzeyinde, deniz seviyesindeki bir konuma relatif kurtulma hızından bahsederiz. Buna nazaran, örneğin 9,000 km yüksekte (uzayda) cismin dünyanın yerçekiminden kaçması için sahip olması gereken kurtulma hızı 7.1 km/s'dir. Bir başka deyişle, cisim yerçekim kaynağından uzaklaştıkça, o kaynaktan kaçabilmesi için erişmesi gereken kurtulma hızı azalır.
Kurtulma Hızı, herhangi bir cismin büyük kütlenin etrafındaki herhangi bir yörüngeden çıkması için sahip olması gereken hızla karıştırılmamalıdır. Belirli bir motor ve hareket kabiliyetine sahip cisim (örneğin bir helikopter), büyük kütlenin kütle merkezinden istediği herhangi bir hızda uzaklaşabilir. Uzaklık arttıkça, cismin büyük kütlenin yerçekiminden ilelebet kurtulabilmesi için çıkması gereken hız azalacaktır. Yani, cismin büyük kütlenin çekim etkisinden kurtulabilmesi için cisme verilmesi gereken ilk hızdır.
|Fırlatılış yeri||Kaçılan gökcismi||Ve||Fırlatılış yeri||Kaçılan gökcismi||Ve|
|Güneş'in yüzeyi,||Güneş:||617.5 km/s|
|Merkür'ün yüzeyi,||Merkür:||4.4 km/s||Merkür'ün yüzeyi,||Güneş:||67.7 km/s|
|Venüs'ün yüzeyi,||Venüs:||10.4 km/s||Venüs'ün yüzeyi,||Güneş:||49.5 km/s|
|Dünya'nın yüzeyi,||Dünya:||11.2 km/s||Dünya'nın yüzeyi,||Güneş:||42.1 km/s|
|Ay'ın yüzeyi,||Ay:||2.4 km/s||Ay'ın yüzeyi,||Dünya:||1.4 km/s|
|Mars'ın yüzeyi,||Mars:||5.0 km/s||Mars'ın yüzeyi:||Güneş:||34.1 km/s|
|Jüpiter'in yüzeyi,||Jüpiter:||59.5 km/s||Jüpiter'in yüzeyi,||Güneş:||18.5 km/s|
|Satürn'ün yüzeyi,||Satürn:||35.5 km/s||Satürn'ün yüzeyi,||Güneş:||13.6 km/s|
|Uranüs'ün yüzeyi,||Uranüs:||21.3 km/s||Uranüs'ün yüzeyi,||Güneş:||9.6 km/s|
|Neptün'ün yüzeyi,||Neptün:||23.5 km/s||Neptün'ün yüzeyi,||Güneş:||7.7 km/s|
|Güneş Sistemi,||Samanyolu galaksisi:||~1000 km/s[1]|
|Herhangi bir Karadeliğin yüzeyi,||Karadelik||≥ 299,792.458 km/s|
Atmosfer yüzünden Dünya yüzeyine yakın irtifalarda cisme 11.2 km/s'lik hipersonik bir hız kazandırmak, cismin hava molekülleri ile çarpışması sonucu yanarak parçalanmasına sebep olacağından pratikte mümkün değildir. Gerçek uzay uygulamalarında, atmosferin yavaşlatıcı etkisini egale etmek için cisim öncelikle alçak Dünya yörüngesine yerleştirilir, sonra ikinci bir motor ateşlemesiyle kurtulma hızına ulaştırılır.
Burada kurtulma hızı, G kütleçekim sabiti, M kaçılan cismin kütlesi, m kaçan cismin kütlesi, g yerçekimi ivmesi, r cismin merkezi ile kurtulma hızının hesaplandığı nokta arasındaki mesafe, ve μ ise standart kütleçekim parametresini sembolize etmektedir.[2]
Belirli bir irtifada kurtulma hızı, o irtifada dairesel orbitte hareket eden cismin hızının katına eşittir. Küresel olarak homojen dağılımlı bir kütleye sahip cisim için yüzeyden kaçışta ihtiyac duyacağı kurtulma hızı (m/s cinsinden) yaklaşık 2.364×10−5 m1.5kg−0.5s−1 çarpı yarıçap r (metre cinsinden) çarpı averaj yoğunluğun ρ (kg/m³ cinsinden) karekökü olur.
Dünya'nın kurtulma hızı, yüzeyindeki standart yerçekimine bağıl ivme g kullanılarak elde edilebilir. Bu durumda Dünya'nın toplam kütlesi M, veya yerçekimi sabitini G`nin bilinmesine de gerek yoktur. Şimdi,
olsun. Dünya'nın yüzeyinin üzerindeki irtifalarda, yerçekimi ivmesi Newton'un evrensel çekim kanunu'ndaki ters kare ilişkisi ile bulunur. Dünya'nın yüzeyinden s yükseklikteki bir noktada (ve s > r olduğunda) yerçekimi ivmesi `dir. Burada m kütlesine sahip cismin yüzeydeki ağırlığı gm iken, s yüksekliğindeki ağırlığı gm (r / s)² olur. Dolayısıyla, m kütleli ve yüzeyden s yükseklikteki cismi, yüzeyden s + ds yüksekliğine çıkartabilmek için ihtiyaç duyulan enerji gm (r / s)² ds olacaktır. Bu değer s arttıkça hızla azalacağından dolayı, cismin sonsuz yüksekliğe çıkartılabilmesi için ihtiyaç duyulan toplam enerji sonsuza ulaşmaz ve sonlu bir meblaya yaklaşır. Bu mebla yukarıdaki ifadenin integralidir:
Bu, m kütleli cismin gezegenin yerçekiminden kaçabilmesi için sahip olması gereken kinetik enerjidir. Tabi v hızıyla ilerleyen ve m kütleli cismin toplam kinetik enerjisi Ek = (1/2)mv² formülü ile hesaplandığına göre,
şeklinde bir eşitlik kurabiliriz. Burada m`ler birbirini iptal eder, ve eşitliği v için çözersek,
sonucuna ulaşırız. Dünya'nın yarıçapını r = 6400 kilometre, yüzeyindeki yerçekimi ivmesini de g = 9.8 m/s² olarak alırsak,
olacaktır. Bu rakam Isaac Newton'un hesapladığı 11 km/s`lik meblanın biraz üzerindedir.
Aşağıdaki eşitlikte G kütleçekim sabiti, M de Dünya'nın veya yerçekiminden kaçılacak başka bir kaynağın kütlesi olsun.
Burada türevin zincir kuralını uygulayabiliriz.
Eğer ise,
olacaktır. Biz buradan kurtulma hızını (v0) istediğimize göre,
Buna göre v0 kurtulma hızı, r0 de kaçılan gezegenin yarıçapıdır. Bu noktada okuyucuya yukarıdaki türevde ataletsel kütle ile kütleçekimsel kütle arasındaki sayısal eşitliğin esas alındığını hatırlatmak yerinde olacaktır.
Yerçekimine bağlı --kütleçekimsel-- ivmeye (g), kütleçekim sabiti G ve gezegenin kütlesi M kullanılarak erişilebilinir:
Burada r gezegenin yarıçapı olduğuna göre,
olur. Dolayısıyla yukarıda verilen iki türev birbiriyle tutarlıdır.
Birden fazla çekim kaynağının bulunduğu kompleks senaryolarda cismin ortamdan kaçması için ihtiyaç duyduğu net kurtulma hızı, cismin bulunduğu vektörde sahip olduğu her etki kaynağına bağıl potansiyel enerjilerin toplanması ile elde edilir. Dolayısıyla, cisim için tüm sistemden kurtulma hızı, herbir etki kaynağının kurtulma hızlarının karelerinin toplamının kare köküne eşit olacaktır.
Buna bir örnek verecek olursak, Dünya'nın yüzeyinden fırlatılacak bir cisim için hem Dünya'ya hem de Güneş'e bağıl net kurtulma hızı şeklinde ifade edilir. Buna bînayen, cisim dünyanın güneş etrafındaki 30 km/s'lik naturel yörüngesel vektöre paralel fırlatıldığında, cismin güneş sistemini terk edebilmesi için ~13.6 km/s'lik öz kurtulma hızına sahip olması yeterlidir.
Kütlesel yoğunluğun gezegen içinde homojen olarak dağılmasi gibi hipotezsel bir varsayımda bulunacak olursak, cismin söz konusu gezegenin yüzeyinden merkezine doğru uzanan silindir şeklindeki uzun bir tünele (sürtünmesiz ortam) bırakıldığında erişeceği en yüksek hız, mevzû bahis gezegenin kurtulma hızının 'ye bölümüne eşittir. Bu sayı aynı zamanda cismin düşük irtifada gezegen etrafında tam dairesel yörüngedeki hızıyla da eşdeğerdir. Buna göre, cismin gezegenin merkezinden fırlatıldığında erişmesi gereken kurtulma hızı, yüzeyinden fırlatıldiğında erişmesi gereken hızın katı olacaktır.
Publicité ▼
Contenu de sensagent
dictionnaire et traducteur pour sites web
Alexandria
Une fenêtre (pop-into) d'information (contenu principal de Sensagent) est invoquée un double-clic sur n'importe quel mot de votre page web. LA fenêtre fournit des explications et des traductions contextuelles, c'est-à-dire sans obliger votre visiteur à quitter votre page web !
Solution commerce électronique
Augmenter le contenu de votre site
Ajouter de nouveaux contenus Add à votre site depuis Sensagent par XML.
Parcourir les produits et les annonces
Obtenir des informations en XML pour filtrer le meilleur contenu.
Indexer des images et définir des méta-données
Fixer la signification de chaque méta-donnée (multilingue).
Renseignements suite à un email de description de votre projet.
Jeux de lettres
Lettris
Lettris est un jeu de lettres gravitationnelles proche de Tetris. Chaque lettre qui apparaît descend ; il faut placer les lettres de telle manière que des mots se forment (gauche, droit, haut et bas) et que de la place soit libérée.
boggle
Il s'agit en 3 minutes de trouver le plus grand nombre de mots possibles de trois lettres et plus dans une grille de 16 lettres. Il est aussi possible de jouer avec la grille de 25 cases. Les lettres doivent être adjacentes et les mots les plus longs sont les meilleurs. Participer au concours et enregistrer votre nom dans la liste de meilleurs joueurs ! Jouer
Dictionnaire de la langue française
Principales Références
La plupart des définitions du français sont proposées par SenseGates et comportent un approfondissement avec Littré et plusieurs auteurs techniques spécialisés.
Le dictionnaire des synonymes est surtout dérivé du dictionnaire intégral (TID).
L'encyclopédie française bénéficie de la licence Wikipedia (GNU).
Copyright
Traduction
Changer la langue cible pour obtenir des traductions.
Astuce: parcourir les champs sémantiques du dictionnaire analogique en plusieurs langues pour mieux apprendre avec sensagent.
calculé en 0,047s