우주탈출속도, 탈출속도(1탄개념설명 및 탈출속도 분류) 탈출속도란? 간단히 풀면 지구(천체를 관점에 둬도 무방함)에서 어느 정도의 초속력(방향을 고려해야 하지만 크기만을 비교할 예정이므로 속력으로 표현)으로 인공위성이나 우주비행체를 쏘아 올려야 지구를 탈출할 수 있을까?
사실 설명하기 전에 탈출 속도에 대한 기억이 있다.
과학고자소서를준비하면서자율주도학습부분에탈출속도를공부한내용을400자로쓰고물리학전공서,논문까지조사하면서조사를했는데물리학2에대한내용이라주관성이없어서아마추어연소실제작에들어가게했던기억이
헛소리는 좀 더 일찍하고 다시 본론으로 돌아가서
탈출 속도에 관한 정의는 앞서 설명한 바와 같다.
왜탈출속도인가를설명해보면요.
질량이 있는 물체에는 누구나 한결같이 “만유인력”(케플러 법칙)이라는 힘이 작용한다.
여기서는 그냥 작용 반작용만 알아두면 된다 그리고 이 힘과 함께
원운동을 하는 물체에 작용하는 관성력을 원심력이라고 한다.왜관성과관련이있느냐고물어보면관성력을이해해야한다.
원심력이라는 것은 구심력과 완전히 반대 방향으로 작용하는 힘인데,
이원심력과구심력이균형을이루어서원운동을하게되는것인데,더어렵게말하면뉴턴의법칙중에하나가관성이라는힘이작용하는것,OO물체는관성이라는것을가지고있는데,이관성은구심력이등속운동을하던물체의수직방향으로힘을주는것이죠.
그 반대 방향에 있던 물체가 그 등속 운동 상태를 유지하려고 반대 방향으로 힘을 주게 되는 거예요
원심력 공식이 필요한데 구할수가 없다;; 위에서 설명하듯이 원심력을 일목요연하게 요약하면
원운동을 하는 물체로부터 원궤도 밖으로 힘을 받는 것이 원심력
이렇게 정리할 수 있겠네요 그러면 이게 도대체 탈출 속도와 무슨 관련이 있는 거지?
탈출 속도라고 하면
[제1탈출속도: 7.9km/s(이하의 경우 떨어진다) ex) 인공위성, 지구궤도 위에 안착시키기 위한 초속도(원궤도(궤도속도))
제2탈출속도 : 11.2km/sex) 우주로 나가는, 즉 지구궤도를 벗어나는 모든 지구의 중력을 벗어나기 위한 최소속도
인공위성의 속도가 7.911.2km/s라면 타원궤도를 돌지만 11.2km/s를 넘으면 지구 중력에서 벗어날 수 있다.
제3탈출속도:16.7km/s 태양계를 탈출하기 위한 속도(단, 지구공전속도 방향으로 발사했을 때를 가정)(공전속도(30km/s)의 힘을 얻어야 성립).
이렇게 3개의 탈출 속도로 구분이 되는데
앞서 말한 원심력과 만유인력(중력)의 힘의 평형 관계에서 일차적으로 설명해 보자
먼저 중력>원심력의 경우(단, 높이가 증가할수록 중력이 감소하는 것은 고려하지 않음, 마찰 고려 x)
뇌가 있으면 단순하게 생각할 수 있는 중력이 원심력보다 크므로 우주비행체 낙하.
중력=원심력의 경우(조건상과 동일)
중력=원심력, 그 말은 곧 힘의 평형을 이룬다는 뜻인데 궤도상에서 힘의 평형을 이룬다=등속운동, 즉 등속운동이라고 하면 제1탈출속도로 해석해도 되는 것일까?
중력<원심력의 경우
‘원궤도 바깥으로의 힘이 크다’는 뜻으로, 이를 한 줄 표현하면 ‘궤도 이탈’, 즉 ‘제2제3탈출 속도’라고 표현할 수 있다.
이제 쓰다 보면 새벽 2시인데
앞으로 구심력에 대해 설명하고, 구심력과 만유인력 간의 평형관계, 그에 따라 유도되는 탈출속도도 공식….
그리고 역학의 꽃이라 할 수 있는 에너지의 보존
블로그 주제는 넘칠 것 같네.그래서 다음 글은 아마 탈출 속도 증명이 될 것 같은데?
피곤하니까 무리함수 조금만 보고 자야겠다