2020-11-28
Космический корабль опустился на одну из планет системы звезды Вега. Какое количество измеряемых величин должен знать штурман корабля для расчета минимальной скорости, необходимой для вылета с этой планеты? Какие есть способы определения этих величин? Выразить через них нужную для вылета скорость.
Решение:
Для расчета минимального значения третьей космической скорости исходим из того, что энергия ракеты $\frac{mv_{3}^{2} }{2}$ может равняться сумме кинетической энергии $\frac{mv_{2}^{2} }{2}$, необходимой для преодоления поля притяжения планеты, и энергии $\frac{mv^{2} }{2}$, необходимой для преодоления притяжения планеты, и энергии $\frac{mv^{2} }{2}$, необходимой для преодоления притяжения звезды Вега: $\frac{mv_{3}^{2} }{2} = \frac{mv_{2}^{2} }{2} + \frac{mv^{2} }{2}$, где $v_{3}$ - третья космическая скорость, $v_{2}$ - вторая космическая скорость, а $v = v_{2} - v_{n}$ ($v_{n}$ - скорость движения планеты по орбите).
Для вычисления этих скоростей надо знать ускорение свободного падения $g$, которое можно определить по периоду малых колебаний маятника ($g = \frac{4 \pi^{2}l }{T^{2} }$), радиус планеты $r$, который можно определить по угловым размерам планеты и угловой скоростью смещения центра планеты, а также скорость движения планеты по орбите.