Mecanică

Traiectorie de evadare

Lansează mai repede decât viteza de evadare — corpul iese de sub atracția lui M și zboară departe.

Traiectorie de evadare — simulație interactivă de Mecanică. Lansează mai repede decât viteza de evadare — corpul iese de sub atracția lui M și zboară departe. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Viteza de evadare

Dacă viteza la o rază dată depășește viteza de evadare, energia totală a obiectului este pozitivă și el nu se mai întoarce.

Viteza de evadare v_esc = √(2GM/r) este de √2 ori viteza orbitei circulare la aceeași rază. Peste acel prag, traiectoria este nelegată — o hipersolă sau o plecare dreaptă.

• v_esc = √(2GM/r)
• E ≥ 0 → nelegat

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Un satelit este lansat lateral pe lângă o masă centrală, puțin peste viteza de evadare pentru distanța lui. Cade înapoi pe orbită, circulă pentru totdeauna sau pleacă și nu se mai întoarce?

Predicții de cântărit

• Evadează — distanța lui continuă să crească și nu se mai întoarce.
• Se așază pe o orbită închisă în jurul masei centrale.
• Încetinește, se întoarce și cade înapoi spre masa centrală.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Parametrul masei centrale GM (m³/s²)
• Distanța de lansare r (m)

Ce măsori:

• Viteza de evadare v_esc (m/s)
• Viteza de lansare măsurată v (m/s)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea Evadare gravitațională și apasă Resetează. Notează parametrul masei centrale GM și distanța de pornire r a satelitului față de centru.
2. Confirmă faptul că sonda de viteză este atașată satelitului — raportează viteza satelitului relativ la masa centrală, în m/s.
3. Pentru fiecare încercare de mai jos, setează GM și distanța de lansare r la valorile listate, apasă Pornește și înregistrează viteza satelitului în momentul lansării.

Ecuația guvernantă

Viteza de evadare — v_esc = √(2GM / r)

Viteza minimă la care energia cinetică a unui corp egalează adâncimea puțului gravitațional la distanța r, astfel încât energia lui totală este exact zero și poate rula până la infinit. Oricât mai repede, evadează cu energie de prisos.

Viteza pe orbită circulară — v = √(GM / r)

Viteza necesară pentru a menține o orbită circulară la aceeași distanță r. Viteza de evadare este exact de √2 ori aceasta — un reper util pentru a judeca cât de departe de „a rămâne pe orbită” este fiecare lansare.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru fiecare rând, împarte viteza de lansare măsurată v la viteza de evadare calculată v_esc. Ce observi despre raportul acesta în toate cele trei încercări și ce îți spune un raport mai mare decât 1 despre faptul dacă satelitul evadează?
• Energia orbitală specifică este ε = v²/2 − GM/r. Calculează ε pentru prima ta încercare folosind viteza de lansare măsurată. Arată că este pozitivă și explică de ce un ε pozitiv înseamnă că satelitul este nelegat.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Prezice ce cale ar urma satelitul dacă ar fi lansat exact la viteza de evadare (raport = 1.00) în loc de 1.08×. S-ar opri vreodată cu adevărat, și la ce distanță? Explică folosind ε.
• O navă spațială reală lansată de pe suprafața unei planete trebuie să urce și prin rezistența atmosferică înainte de a ajunge în spațiu. Ar face asta viteza efectiv necesară pentru evadare mai mare sau mai mică decât v_esc = √(2GM/r) ideal calculat aici? De ce?

• AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
• AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
• IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
• IB Physics — D.1 Gravitational fields
• General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
• NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces

1. Bine ai venit la Evadarea gravitațională
2. Selectează satelitul
3. Apasă Pornește
4. Plecare definitivă
5. Deschide datele
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Legea gravitației universale a lui Newton