Другу космічну швидкість називають також параболічною, або "швидкістю звільнення". Тіло, що має незначну масу порівняно з масою планети, здатне подолати її гравітаційне тяжіння, якщо повідомити йому цю швидкість.
Інструкція
1. Друга космічна швидкість - величина, яка не залежить від параметрів тіла, що "тікає", а визначається радіусом і масою планети. Таким чином, вона є її характеристичною величиною. Першу космічну швидкість необхідно надати тілу, щоб воно стало штучним супутником. При досягненні другий - космічний об 'єкт залишає гравітаційне поле планети і стає супутником Сонця, подібно до всіх планет сонячної системи. Для Землі перша космічна швидкість становить 7,9 км/с, друга - 11,2 км/с. Друга космічна швидкість Сонця дорівнює 617,7 км/с.
2. Як отримати цю швидкість теоретично? Зручно розглянути завдання "з іншого кінця": нехай тіло летить з нескінченно віддаленої точки і падає на Землю. Ось швидкість "падіння" і потрібно розрахувати: її ж потрібно повідомити тілу, щоб позбавити його гравітаційного впливу планети. Кінетична енергія апарату повинна компенсувати роботу з подолання сили тяжіння, перевищувати її.
3. Отже, коли тіло віддаляється від Землі, сила тяжіння здійснює негативну роботу, і в результаті кінетична енергія тіла знижується. Але паралельно з цим зменшується і сама сила тяжіння. Якщо енергія E зрівняється з нулем перш, ніж сила тяжіння звернеться в нуль, апарат "впаде" назад на Землю. За теорем про кінетичну енергію 0- (mv ^ 2 )/2 = A. Таким чином, (mv ^ 2 )/2 = -A, де m - маса об 'єкта, A - робота сили тяжіння.
4. Роботу можна обчислити, знаючи маси планети і тіла, радіус планети, значення гравітаційної постійної G: A=-GmM/R. Тепер можна підставити роботу у формулу швидкості і отримати, що: (mv^2)/2=-GmM/R, v=√-2A/m=√2GM/R=√2gR=11,2 км/с. Звідси видно, що друга космічна швидкість більше першої космічної в 2 разів.
5. Слід взяти до уваги той факт, що тіло взаємодіє не тільки з Землею, але й іншими космічними тілами. Маючи другу космічну швидкість, воно не стає "істинно вільним", але стає супутником Сонця. Лише повідомивши об 'єкту, що знаходиться поблизу Землі, третю космічну швидкість (16,6 км/с), можна вивести його і з поля дії Сонця. Так воно покине гравітаційні поля і Землі, і Сонця, і взагалі вилетить за межі Сонячної системи.