எந்திரவியல்
விடுபடு பாதை
விடுபடு வேகத்தை விட வேகமாக ஏவுங்கள் — பொருள் M-இன் பிடியை விட்டு வெளியே பறந்து செல்லும்.
விடுபடு பாதை — ஊடாடும் எந்திரவியல் உருவகம். விடுபடு வேகத்தை விட வேகமாக ஏவுங்கள் — பொருள் M-இன் பிடியை விட்டு வெளியே பறந்து செல்லும். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
விடுபடு வேகம்
ஒரு கொடுக்கப்பட்ட ஆரத்தில் வேகம் விடுபடு வேகத்தை மிஞ்சினால், பொருளின் மொத்த ஆற்றல் நேர்மறையாகி அது ஒருபோதும் திரும்பாது.
விடுபடு வேகம் v_esc = √(2GM/r), அதே ஆரத்தில் வட்ட சுற்றுப்பாதை வேகத்தின் √2 மடங்கு. அந்த வாசலுக்கு மேலே, பாதை பிணைக்கப்படாதது — ஒரு அதிபரவளையம் அல்லது நேர் புறப்பாடு.
- v_esc = √(2GM/r)
- E ≥ 0 → பிணைக்கப்படாதது
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
ஒரு செயற்கைக்கோள், தன் தூரத்திற்கான விடுபடு வேகத்தை விட சற்று மேலே, மைய நிறையைக் கடந்து பக்கவாட்டில் ஏவப்படுகிறது. அது மீண்டும் சுற்றுப்பாதையில் விழுமா, என்றென்றும் வட்டமிடுமா, அல்லது வெளியே சென்று திரும்பாதா?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- அது விடுபடும் — அதன் தூரம் தொடர்ந்து வளரும், ஒருபோதும் திரும்பாது.
- மைய நிறையைச் சுற்றி ஒரு மூடிய சுற்றுப்பாதையில் நிலைபெறும்.
- அது மெதுவாகி, திரும்பி, மைய நிறை நோக்கி விழும்.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- மைய-நிறை அளவுரு GM (m³/s²)
- ஏவும் தூரம் r (m)
நீங்கள் அளப்பவை:
- விடுபடு வேகம் v_esc (m/s)
- அளக்கப்பட்ட ஏவும் வேகம் v (m/s)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- ஈர்ப்பு விடுபாடு முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். மைய-நிறை அளவுரு GM மற்றும் மையத்திலிருந்து செயற்கைக்கோளின் தொடக்க தூரம் r-ஐக் குறியுங்கள்.
- வேக ஆய்வி செயற்கைக்கோளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளதை உறுதிப்படுத்துங்கள் — அது m/s-இல், மைய நிறையுடன் ஒப்பிட்ட செயற்கைக்கோளின் வேகத்தைத் தெரிவிக்கிறது.
- கீழே உள்ள ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும், GM மற்றும் ஏவும் தூரம் r-ஐ பட்டியலிடப்பட்ட மதிப்புகளுக்கு அமைத்து, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, ஏவிய அதே தருணத்தில் செயற்கைக்கோளின் வேகத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
விடுபடு வேகம் — v_esc = √(2GM / r)
ஒரு பொருளின் இயக்க ஆற்றல், தூரம் r-இல் ஈர்ப்பு கிணற்றின் ஆழத்திற்குச் சமமாகும் குறைந்தபட்ச வேகம், அப்போது அதன் மொத்த ஆற்றல் சரியாக பூஜ்யம், முடிவிலிக்கு கடலாக செல்ல முடியும். அதற்கு மேல் எதுவும், மீதமுள்ள ஆற்றலுடன் விடுபடும்.
வட்ட-சுற்றுப்பாதை வேகம் — v = √(GM / r)
அதே தூரம் r-இல் ஒரு வட்ட சுற்றுப்பாதையைத் தாங்கத் தேவையான வேகம். விடுபடு வேகம் இதன் சரியாக √2 மடங்கு — ஒவ்வொரு ஏவுதலும் 'சுற்றுப்பாதையில் இருப்பதை' விட எவ்வளவு மேலே என்று தீர்மானிக்க ஒரு பயனுள்ள அளவுகோல்.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒவ்வொரு வரிசைக்கும், அளக்கப்பட்ட ஏவும் வேகம் v-ஐ கணக்கிடப்பட்ட விடுபடு வேகம் v_esc ஆல் வகுங்கள். மூன்று முயற்சிகளிலும் இந்த விகிதம் பற்றி என்ன கவனிக்கிறீர்கள், 1-ஐ விட பெரிய விகிதம், செயற்கைக்கோள் விடுபடுகிறதா என்பதை என்ன சொல்கிறது?
- குறிப்பிட்ட சுற்று ஆற்றல் ε = v²/2 − GM/r. அளக்கப்பட்ட ஏவும் வேகத்தைப் பயன்படுத்தி உங்கள் முதல் முயற்சிக்கு ε கணக்கிடுங்கள். அது நேர்மறை என்பதைக் காட்டி, நேர்மறை ε, செயற்கைக்கோள் பிணைக்கப்படாதது என்பதை ஏன் குறிக்கிறது என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- (விகிதம் = 1.00) என சரியாக விடுபடு வேகத்தில் ஏவப்பட்டால், 1.08×-க்குப் பதிலாக, செயற்கைக்கோள் எந்தப் பாதையைப் பின்பற்றும் என்று கணியுங்கள். அது எப்போதாவது உண்மையில் நிற்குமா, எந்த தூரத்தில்? ε பயன்படுத்தி விளக்குங்கள்.
- ஒரு கிரகத்தின் மேற்பரப்திலிருந்து ஏவப்படும் உண்மையான விண்கலம், விண்வெளியை அடையும் முன் வளிமண்டல இழுவையின் வழியாகவும் ஏற வேண்டும். இங்கே கணக்கிடப்பட்ட இலட்சிய v_esc = √(2GM/r)-ஐ விட, உண்மையில் தேவையான வேகம் அதிகமா குறைவா இருக்கும்? ஏன்?
- 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
- ஈர்ப்பு விடுபடுதலுக்கு வருக
- செயற்கைக்கோளைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- என்றென்றும் வெளியேறுதல்
- தரவைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.