Fysik

Undvigelseshastighed, SRP-opgave.

11. december 2009 af FlashBang91 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Skriver om raketter og raketligningen, men er gået i stå ved et spørgsmål:

Beregn undvigelseshastigheden i jordens tyngdefelt; overvej hvilke opsendelses hastigheder der er nødvendige, hvis man blot ønsker at sætte en satellit i omløb nær jorden (og altså ikke uendeligt langt bort)

har formlen:

Vslut=Kvadratrod((2*G*M)/r)

Hvor G = (6.6742 ± 0.0010) • 10^-11 N*m²/kg^2
r = radius af planeten der skal flyves væk fra.
M = massen af planeten.

Har udregnet at undvigelseshastigheden for jorden skulle være 11,2 km/s, men i følge min bog er det kun nødvendigt med en mindre hastighed, hvis satellitten skal i omløb om jorden. Er der nogen der har nogle ideer om hvad det er?


Brugbart svar (0)

Svar #1
11. december 2009 af Jerslev (Slettet)

#0: Formlen for undvigelseshastigheden er udledt ud fra energibevarelse. Det er essentielt det samme, du skal gøre for at sende en satellit i kredsløb.


Svar #2
11. december 2009 af FlashBang91 (Slettet)

Man i følge min bog, så er de 11,2 km/s nok til at sende satellitten uendeligt langt ud i rummet. Jeg skal finde ud af den nødvendige hastighed, hvis den kun skal gå i kredsløb om jorden..


Brugbart svar (0)

Svar #3
11. december 2009 af Lurch (Slettet)

Som #1 siger, så er fremgangsmåden for at beregne det du søger præcis den samme som det du gjorde for at regne undvigelseshastigheden, nemlig som der også blev skrevet, energibevarelse. Før antog du at den potentielle og kinetiske energi uendelig langt væk var 0, den er den ikke hvis satellitten er i kredsløb om jorden. Så har den både en kinetisk energi og en potentiel energi.

Energi på jord overfladen  = energi i omløbsbane


Svar #4
11. december 2009 af FlashBang91 (Slettet)

Tror jeg er nogenlunde med på hvad I mener..

Har bare ingen anelse om hvordan jeg skal gribe det an. Skal jeg omskrive formlen, eller hvad er vi ude i?

Tak for hjælpen indtil videre..


Brugbart svar (0)

Svar #5
11. december 2009 af Lurch (Slettet)

Energi ved start fra jordens overflade

Ej= 1/2*m*v0^2 - GMn/R0

Energi i bane om jorden med hastighed v og højde R over jordoverfladen

Eb = 1/2*m*v^2 - GMn/R

Energibevarelse siger at Ej= Eb. Så er det bare at regne løs når du har luret hvad hastigheden i banen er (tænk cirkelbevægelse)


Svar #6
11. december 2009 af FlashBang91 (Slettet)

Okay, skal lige være med her...

m= massen af jorden?

v^2=farten i banen rundt om jorden til højden R

G = Gravitationskonstanten

Mn=?

R= Højden over jorden


Brugbart svar (0)

Svar #7
11. december 2009 af Daniel TA (Slettet)

m er massen af raketten.. I stedet for Mn tror jeg der skal stå Mm=M*m, hvor M er Jordens masse


Brugbart svar (0)

Svar #8
11. december 2009 af Lurch (Slettet)

Ah tastefejl :)der skulle stå M*m ja


Svar #9
11. december 2009 af FlashBang91 (Slettet)

Nu har jeg prøvet at indsætte tallene sådan som jeg har forstået det, og jeg får

Eb=1/2*5,97223*10^24*7.8^2-6.6742*10^-11*1000*100

= 1.81675e26

Jeg har sagt at det er i en bane i 100 km højde, hvor farten skulle være 7.8 km/s, og satellitten vejer 1000kg.

Er det korrekt?


Brugbart svar (0)

Svar #10
11. december 2009 af Daniel TA (Slettet)

#9 Husk at m er rakettens masse og ikke Jordens masse ved den kinetiske energi. Din potentielle energi ser også lidt sær ud:S


Svar #11
11. december 2009 af FlashBang91 (Slettet)

Nu skulle fejlene være rettet.

Eb= 1/2 * 1000 * 7.8^2 - (6.6742*10^-11 * 5.97223  * 10^24) / 100

eb=-3.98599e12

Ser bare ikke rigtigt ud...


Brugbart svar (0)

Svar #12
11. december 2009 af Daniel TA (Slettet)

Næsten. Du mangler stadig rakettens masse i den potentielle energi :)


Brugbart svar (0)

Svar #13
11. december 2009 af Daniel TA (Slettet)

Forresten, så skal du huske at regne 7,8 km/s om til SI enheder, så det bliver 7800 m/s. Husk også de andre værdier. Det skal være i m, kg og s


Brugbart svar (0)

Svar #14
11. december 2009 af Lurch (Slettet)

Hvor har du forresten de 7.8 km/s fra? Har du regnet dig frem til det?


Brugbart svar (0)

Svar #15
11. december 2009 af Daniel TA (Slettet)

#14 kunne forestille mig han har dem fra at sige han vil have raketten i en bane 100 km over Jorden og så sætte Ftyngde=Fcentripetal. Hvilket minder mig om, at R ved den potentielle energi er Rjorden+Rbane, har jeg ret?


Svar #16
11. december 2009 af FlashBang91 (Slettet)

de 7.8 km/s for 100 km over jorden, er en værdi jeg fandt på internettet.


Brugbart svar (0)

Svar #17
11. december 2009 af Lurch (Slettet)

Jeg havde en fornemmelse af den bare var blevet hevet ud af hatten, hvor den faktisk nemt kan ebregnes som jeg antydeded tidligere. Prøv at kig på det flashbang.

Og jo selvfølgelig, baneradius er jordens radius plus højden over jorden. Min fejl


Skriv et svar til: Undvigelseshastighed, SRP-opgave.

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.