Diferencia entre la velocidad de escape y la velocidad orbital

Velocidad de escape vs velocidad orbital

La velocidad de escape y la velocidad orbital son dos conceptos muy importantes involucrados en la física. Estos conceptos son muy importantes en campos como los proyectos satelitales y la ciencia atmosférica. La velocidad de escape es la razón por la cual tenemos una atmósfera y la luna no la tiene. Es vital tener una buena comprensión de 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 las diferencias..

Velocidad de escape

Como sabemos por la teoría del campo gravitatorio, un objeto que tiene una masa siempre atrae a cualquier otro objeto que se coloca a una distancia finita del objeto. A medida que aumenta la distancia, 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 realizarse para llevar un objeto de masa unitaria desde el infinito hasta el punto dado. Dado que siempre hay una atracción, el trabajo que se tiene que hacer 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 darse 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 en que 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 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 interna neta y m es la masa del objeto orbital. La fuerza de entrada en un sistema de masas es GMm / r².  Al sustituir esto, obtenemos la velocidad orbital como la raíz cuadrada de (GM / r). Esto también se puede probar utilizando la conservación de energía mecánica de un campo conservador. Cabe señalar que la velocidad orbital está cambiando la dirección. Por lo tanto, esto en realidad es una aceleración, pero la magnitud de la velocidad no cambia. Las 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..