250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 51)

Vận tốc thoát

1728

Isaac Newton (1642-1727)

Bắn một mũi tên thẳng lên không trung, sớm muộn gì nó cũng rơi trở xuống. Kéo dây cung ra sau càng nhiều, thì mũi tên mất càng nhiều thời gian để rơi xuống. Vận tốc ném tại đó mũi tên sẽ không bao giờ trở lại Trái Đất nữa được gọi là vận tốc thoát, ve, và nó có thể được tính bằng một công thức đơn giản: ve = [(2GM)/r]1/2, trong đó G là hằng số hấp dẫn, và r là khoảng cách giữa cung tên và tâm Trái Đất, M là khối lượng Trái Đất. Nếu chúng ta bỏ qua sức cản không khí và các lực khác, và bắn mũi tên với một thành phần vận tốc thẳng đứng nào đó (theo đường xuyên tâm so với Trái Đất), thì ve = 6,96 dặm trên giây (11,2 km/s). Đây đảm bảo là một mũi tên nhanh giả định thôi, vì nó sẽ phải được bắn ra ở tốc độ gấp 34 lần tốc độ âm thanh! Lưu ý rằng khối lượng của vật bị ném (cho dù là mũi tên hay con voi) không ảnh hưởng đến vận tốc thoát của nó, mặc dù nó thật sự ảnh hưởng đến năng lượng cần thiết để đưa vật thoát ra. Công thức cho ve giả định một hành tinh cầu đồng đều và vật bị ném nhỏ hơn nhiều so với khối lượng hành tinh. Đồng thời, ve tương đối so với bề mặt Trái Đất bị ảnh hưởng bởi chuyển động quay của Trái Đất nữa. Ví dụ, mũi tên bắn về hướng đông trong khi đứng tại xích đạo Trái Đất có ve bằng khoảng 6,6 dặm/giây (10,7 km/s) so với Trái Đất.

Lưu ý rằng công thức ve áp dụng cho thành phần thẳng đứng “một lần” của vận tốc cho vật bị ném. Một phi thuyền tên lửa không cần phải đạt ngay tới tốc độ này vì nó có thể tiếp tục đốt động cơ khi nó chuyển động.

Mục này được tính cho năm 1728, năm xuất bản cuốn Một Chuyên luận về Hệ thống Thế giới của Isaac Newton, trong đó ông dự tính bắn một quả đạn pháo ở những tốc độ cao khác nhau và xét quỹ đạo của viên đạn so với Trái Đất. Công thức vận tốc thoát có thể được tính bằng nhiều cách, trong đó có cách tính từ Định luật Vạn vật Hấp dẫn của Newton (1687), định luật nói rằng các vật hút lẫn nhau với một lực tỉ lệ với tích khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Lunar 1

Lunar 1 là vật thể nhân tạo đầu tiên đạt tới vận tốc thoát của Trái Đất. Được Liên Xô phóng lên vào năm 1959, nó là phi thuyền vũ trụ đầu tiên đi tới Mặt Trăng.

XEM THÊM. Mặt dốc đẳng thời (1673), Các Định luật Newton về Chuyển động và Lực hấp dẫn (1687), Lỗ đen (1783), Vận tốc tới hạn (1960).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com