ความเร็วหลุดพ้น

ในวิชาฟิสิกส์ ความเร็วหลุดพ้น คือ อัตราเร็วที่พลังงานจลน์บวกกับพลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุแล้วมีค่าเป็นศูนย์ ^{[nb 1]} ความเร็วหลุดพ้น คือ ความเร็วที่จะพาวัตถุไปได้ไกลจนพ้นจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลกได้พอดี ถ้าต้องการส่งยานอวกาศออกไปให้พ้นจากสนามโน้มถ่วงของโลก ต้องทำให้ยานอวกาศเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากกว่าความเร็วหลุดพ้น ความเร็วหลุดพ้นมีค่าประมาณ 11.2 km/s หรือ 40,320 km/h

สำหรับวัตถุทรงกลมสมมาตร ความเร็วหลุดพ้นที่ระยะทางค่าหนึ่งคำนวณได้จากสูตร ^[1]

v_{e}={\sqrt {\frac {2GM}{r}}},

เมื่อ G คือ ค่าคงที่โน้มถ่วงสากล (the universal gravitational constant) (G = 6.67×10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²), M คือมวลของดาวเคราะห์, ดวงดาว หรือ วัตถุอื่น ๆ, และ r คือระยะทางจากศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง ^{[nb 2]}

ในสมการนี้แรงเสียดทานในชั้นบรรยากาศ (แรงฉุดของอากาศ) จะไม่ถูกนำมาพิจารณา จรวดนั้นจะสามารถเคลื่อนที่ออกมาจากปล่องแห่งแรงโน้มถ่วง (gravity well) ได้อย่างแท้จริงโดยไม่จำเป็นต้องใช้ความเร็วหลุดพ้นเพื่อการทำเช่นนั้น แต่สามารถบรรลุผลอย่างเดียวกันได้ที่ความเร็วใด ๆ กับโหมดที่เหมาะสมของเครื่องยนต์และเชื้อเพลิงที่เพียงพอ ความเร็วหลุดพ้นจะถูกนำไปประยุกต์ใช้กับแนววิถีการเคลื่อนที่ของวัตถุในอากาศ (ballistic trajectories) แต่เพียงเท่านั้น

คำว่า ความเร็วหลุดพ้น อันที่จริงแล้วเรามักเรียกชื่อกันผิด ๆ และมันก็มักจะถูกต้องมากขึ้นถ้าจะเรียกว่า อัตราเร็วหลุดพ้น (escape speed) เนื่องจากค่าอัตราเร็วนี้ เป็นปริมาณสเกลาร์ซึ่งมีความเป็นอิสระจากทิศทาง (สมมติว่าดาวเคราะห์ไม่หมุนและไม่สนใจแรงเสียดทานในบรรยากาศหรือผลทางสัมพัทธภาพ)

หมายเหตุ แก้ไข

↑ พลังงานศักย์โน้มถ่วงมีค่าเป็นลบเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นแรงดึงดูดและมีศักยที่ถูกกำหนดให้มีค่าเป็นศูนย์ที่ระยะอนันต์
↑ ค่า GM เรียกว่า ตัวแปรโน้มถ่วงมาตรฐาน (the standard gravitational parameter), หรือ μ, และมักจะเป็นที่รู้จักอย่างถูกต้องแม่นยำกว่าค่าทั้ง G หรือ M.

อ้างอิง แก้ไข

↑ Khatri, Poudel, Gautam, M.K. , P.R. , A.K. (2010). Principles of Physics. Kathmandu: Ayam Publication. pp. 170, 171. ISBN 9789937903844.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)

Roger R. Bate, Donald D. Mueller, and Jerry E. White (1971). Fundamentals of astrodynamics. New York: Dover Publications. ISBN 0-486-60061-0.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)

ดูเพิ่ม แก้ไข

วันวิสาข์ตาพทิพย์
Characteristic energy (C3)
Delta-v budget - speed needed to perform manoeuvres.
Gravitational slingshot - a technique for changing trajectory.
Gravity well
Two-body problem
Black hole - an object with an escape velocity greater than the speed of light
Oberth effect - burning fuel deep in a gravity field gives higher change in velocity.
Newton's cannonball
List of artificial objects escaping from the Solar System
List of artificial objects in heliocentric orbit

บทความฟิสิกส์นี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล

[1] พลังงานศักย์โน้มถ่วงมีค่าเป็นลบเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นแรงดึงดูดและมีศักยที่ถูกกำหนดให้มีค่าเป็นศูนย์ที่ระยะอนันต์

[3] ค่า GM เรียกว่า ตัวแปรโน้มถ่วงมาตรฐาน (the standard gravitational parameter), หรือ μ, และมักจะเป็นที่รู้จักอย่างถูกต้องแม่นยำกว่าค่าทั้ง G หรือ M.

[2] Khatri, Poudel, Gautam, M.K. , P.R. , A.K. (2010). Principles of Physics. Kathmandu: Ayam Publication. pp. 170, 171. ISBN 9789937903844.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)

[nb 1]

[1]

[nb 2]