Diferencia entre la velocidad de escape y la velocidad orbital

Velocidad de escape versus velocidad orbital

Velocidad de escape y velocidad orbital son dos conceptos muy importantes involucrados en la física. Estos conceptos son muy importantes en campos como proyectos satelitales y ciencia atmosférica. La velocidad de escape es la razón por la que tenemos una atmósfera y la luna no tiene una. Es vital tener una buena comprensión en estos conceptos para sobresalir en 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 coloque en una distancia finita desde el objeto. A medida que la distancia aumenta, la fuerza entre los dos objetos disminuye con el cuadrado inverso 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 hacerse para traer un objeto de masa de la unidad del infinito al punto dado. Dado que siempre hay una atracción, el trabajo debe hacerse es negativo; Por lo tanto, el potencial en un punto es siempre 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 debe administrarse a un objeto para enviarla al infinito sin ninguna otra fuerza. En términos de energía, la energía cinética debido 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 se mide el potencial.

Velocidad orbital

La velocidad orbital es la velocidad que debe mantener un objeto para estar en cierta órbita. Para un objeto que va en una órbita con radio R, la velocidad orbital viene dada por la raíz cuadrada de (f r / m) donde F es la fuerza neta hacia adentro y M es la masa del objeto orbital. La fuerza interior en un sistema de masa es GMM/R².  Al sustituir esto, obtenemos la velocidad orbital como la raíz cuadrada de (GM/R). Esto también puede probarse utilizando la conservación de energía mecánica de un campo conservador. Debe tenerse en cuenta 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 inferior para estabilizar.