Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 4 frågor/svar hittade Kraft-Rörelse [20568] Svar: v = (2Gm/r)1/2 =
(2*6.67*10-11*1.99*1030/(150*109))1/2 = 4.21*104 m/s = 42.1 km/s. Övriga kroppar i solsystemet har så liten massa jämfört med solen att vi kan bortse från dem. Vintergatan är emellertid annorlunda. Där måste du ta hänsyn till massfördelningen, och då blir det riktigt krångligt. Det finns ingen formel, så du måste integrera över massfördelningen. Nyckelord: flykthastighet [4]; Kraft-Rörelse [15646] Ursprunglig fråga: Vi finner naturligtvis att m förkortas "bort" och när vi löser ut v=sqr(2*9,82*6,3471*106) blir flykthastigheten 11,19. På mostsvarande sätt gör vi för månen. Finns det någon invändning mot ovanstående resonemang? Undrar och hälsar Nils C Svar: Låt oss först räkna ut flykthastigheten från ovanstående uttryck. Massan m på jordytan är alltså bunden med energin
(-mgR). För att massan skall vara fri från från jordens gravitation måste vi tillföra kinetisk energi med samma belopp. Massan har då potentiella energin noll, och är fri. Vi får mv2/2 = mgR dvs v = sqrt(2gR) = sqrt(2*9.82*6.37*10^6) = 11200 m/s = 11.2 km/s Eftersom kraften på massan m varierar när vi tar den från jordytan till oändligheten, så kan man inte komma ifrån integration. Kraften mellan massorna m och M är F = GmM/r2 där r är avståndet och G är gravitationskonstanten. Om vi integrerar kraften får vi potentialen U = -GmM/r Det gäller alltså att U = -F*r Detta beror på att avståndsberoendet hos kraften är som 1/r2. Vid jordytan r=R gäller alltså U = -F*R = -mgR där vi eliminerat gravitationskonstanten G genom att i stället använda tyngdaccelerationen g (tyngdkraften vid jordytan på massan m är ju mg). Se även fråga 3782 Nyckelord: potential/potentiell energi [30]; Newtons gravitationslag [12]; flykthastighet [4]; Universum-Solen-Planeterna [14367] Ursprunglig fråga: Svar: Den energi som sänds ut som elektromagnetisk strålning eller gravitationsvågor är förlorad, så massan av det kompakta objektet minskar med detta belopp. Låt oss titta lite närmare på energiförhållandena. Klassiskt (Newton) är flykthastigheten från en massa M med radien R är lika med ljushastigheten c när R = RS = 2GM/c2 (flykthastigheten är v = (2GM/r)1/2, se fråga 3782 GMm/RS = mc2/2 vilket är exakt halva vilomassan mc2. Om man i stället använder den allmänna relativitetsteorin (vilket vi självklart måste göra) blir uttrycket för händelsehorisonten oförändrad men den gravitationella bindningsenergin blir lika med vilomassan mc2. Hur skall vi tolka detta? Om vi låter en massa m falla ner i ett svart hål kan vi frigöra maximalt energin mc2/2. Resten kommer att försvinna som rödförskjutning. Ett svart hål är alltså en mycket effektiv energikälla - fusion frigör t.ex. bara någon procent av vilomassan. Detta är orsaken till att man tror att de mest energetiska objekten vi känner till, t.ex. kvasarer, är svarta hål. Om energin frigöres när massan är vid händelsehorisonten blir rödskiftet oändligt, och ingen energi slipper ut. Om vi emellertid låter energin stråla ut när massan är på väg ner, så kan en del av energin slippa ut - maximalt mc2/2. Länk 1 innehåller information från en expert på området. Länk 2 är en användbar formelsamling för svarta hål. Se även Black_hole Nyckelord: svart hål [51]; gravitationsvågor [19]; flykthastighet [4]; relativitetsteorin, allmänna [33]; 1 http://www2.physics.umd.edu/~tajac/ Kraft-Rörelse [3782] Svar: Flykthastigheten är alltså den minsta hastighet som t.ex. en kanonkula måste ha
för att lämna jorden. Vi skjuter den rakt upp och bortser från
luftmotståndet. Den kinetiska energin (E) ska vara lika med
arbetet (W) som krävs för att lyfta upp kanonkulan ut i rymden. E = W E = mv2/2 W = GmM/r
m = kanonkulans massa, v = kanonkulans hastighet, G = gravitationkonstanten,
M = jordens massa, r = jordens radie
Uttrycket för W får man fram genom att notera att arbetet är lika med
integralen av kraften med avseende på vägen. Vi integrerar alltså
kraften från jordytan mot oändligheten.
Kraften (f) ges av Newtons
gravitationsteori:
f = GmM/r2 Integralen (från r till oändligheten) blir W = GMm/r Ur detta får vi fram uttrycket för flykthastigheten (escape velocity) genom att sätta E = W:
v = (2GM/r)1/2 Låt oss beräkna flykthastigheten för jorden och månen. Gravitationskonstanden G är 6.674*10-11 (Gravitational_constant Jordens massa: 5.9736*1024 kg Flykthastgheten för jorden blir då v = (2*6.674*10-11*5.9736*1024/6.371*106)1/2 = 11187 m/s = 11.2 km/s och för månen v = (2*6.674*10-11*0.07349*1024/1.737*106)1/2 = 2376 m/s = 2.4 km/s Se vidare Escape_velocity Nyckelord: flykthastighet [4]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.