Velocidad de escape frente a velocidad orbital
La velocidad de escape y la velocidad orbital son dos conceptos muy importantes relacionados con la física. Estos conceptos son muy importantes en campos como los proyectos de satélites y la ciencia atmosférica. La velocidad de escape es la razón por la que tenemos una atmósfera y la luna no la tiene. Es vital tener una buena comprensión de estos conceptos para sobresalir en los campos relevantes. Este artículo intentará comparar la velocidad de escape con la velocidad orbital, sus definiciones, cálculos, similitudes y finalmente diferencias.
Velocidad de escape
Como sabemos por la teoría del campo gravitacional, un objeto que tiene una masa siempre atrae a cualquier otro objeto que se encuentre a una distancia finita del objeto. A medida que aumenta la distancia, la fuerza entre los dos objetos disminuye con el inverso del cuadrado de la distancia. En el infinito, la fuerza entre los dos objetos es cero. El potencial de un punto alrededor de una masa se define como el trabajo que debe realizarse para llevar un objeto de unidad de masa desde el infinito hasta el punto dado. Como siempre hay una atracción, el trabajo que hay que hacer es negativo; por lo tanto, el potencial en un punto siempre es negativo o cero. La energía potencial es el potencial multiplicado por la masa del objeto traído. La velocidad de escape se define como la velocidad que se le debe dar a un objeto para enviarlo al infinito sin ninguna otra fuerza. En términos de energía, la energía cinética debida a la velocidad dada es igual a la energía potencial. Por esta igualdad, obtenemos la velocidad de escape como la raíz cuadrada de (2GM/r). Donde r es la distancia radial al punto donde se mide el potencial.
Velocidad orbital
La velocidad orbital es la velocidad que un objeto debe mantener para estar en una determinada órbita. Para un objeto que sigue una órbita con radio r, la velocidad orbital viene dada por la raíz cuadrada de (F r / m), donde F es la fuerza interna neta y m es la masa del objeto orbital. La fuerza hacia adentro en un sistema de masas es GMm/r2 Sustituyendo esto, obtenemos la velocidad orbital como la raíz cuadrada de (GM/r). Esto también se puede probar usando la conservación de la energía mecánica de un campo conservativo. Cabe señalar que la velocidad orbital está cambiando la dirección. Por lo tanto, esto en realidad es aceleración, pero la magnitud de la velocidad no cambia. Pequeñas pérdidas de energía en el espacio hacen que esta energía cinética se reduzca, y luego el objeto llega a una órbita más baja para estabilizarse.
¿Cuál es la diferencia entre la velocidad de escape y la velocidad orbital?
• La velocidad de escape es la velocidad que se requiere para escapar de una superficie.
• La velocidad orbital es la velocidad requerida para mantener un objeto en una órbita.
• Ambas cantidades son independientes del objeto en movimiento.
• La velocidad de escape se reducirá a medida que el objeto alcance el infinito y en el infinito la velocidad será cero.
• La velocidad orbital permanece constante a lo largo de la órbita. La velocidad orbital cambia de dirección.
