Скорость нептуна как найти

Здесь приведены формулы и примеры расчета первой и второй космической скорости для небесных тел произвольной массы и радиуса.
Для быстрого расчета можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Первая космическая скорость

Вторая космическая скорость

Пример:

Калькулятор космических скоростей

Масса Нептуна.

Масса Нептуна составляет 17,147 масс Земли. Среди всех планет Солнечной системы Нептун стоит на третьем месте по массе.

Масса и плотность Нептуна

Сила тяжести и ускорение свободного падения на Нептуне

Первая космическая скорость и вторая космическая скорость на Нептуне

Масса Солнца, Меркурия, Венеры, Земли, Луны, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна

Масса и плотность Нептуна:

Масса Нептуна составляет 1,02 · 10²⁶ кг или, если быть точнее, 1,0243 ⋅ 10²⁶ кг. Она составляет 17,147 масс Земли.

Среди всех планет Солнечной системы Нептун стоит на третьем месте по массе (после Юпитера, Сатурна).

Масса, как физическая величина, является мерой гравитационных свойств тела (гравитации, притяжения) и мерой его инертности. Соответственно различают гравитационную массу тела и инертную массу тела. В современной физике гравитационная масса и инертная масса считаются равными.

Как следствие проявления гравитационных свойств и действия закона всемирного тяготения два тела притягиваются друг к другу тем сильнее, чем больше их массы. Или чем больше масса тела, тем с большей силой она притягивает другие тела. Гравитационная масса определяет меру такого гравитационного притяжения (силы гравитационного притяжения).

Согласно закону всемирного тяготения сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m₁ и m₂, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния:

F = G · m₁ · m₂ / r² ,

где G – гравитационная постоянная, равная примерно 6,67⋅10⁻¹¹ м³/(кг·с²).

При этом масса тела не зависит от скорости движения тела и остается неизменным при любых процессах.

Масса измеряется в килограммах и относится к одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Исходя из массы Нептуна, как физической величины рассчитываются и другие параметры планеты: плотность, ускорение свободного падения, сила тяжести, первая космическая скорость, вторая космическая скорость и пр.

Средняя плотность Нептуна (ρ) – 1,638 г/см³ или 1 638 кг/м³. Для сравнения: средняя плотность Земли (ρ) – 5,5153 г/см³.

Сила тяжести и ускорение свободного падения на Нептуне:

Ускорение свободного падения на экваторе Нептуна (g) равно 11,15 м/с² или 1,14 g Земли. Для сравнения: на Земле ускорение свободного падения составляет  9,81 м/с² и меняется от 9,832 м/с² на полюсах до 9,78 м/с² на экваторе.

Сила тяжести на Нептуне в 1,14 раза больше, чем на Земле. Это означает, что человек, весящий 72 кг, будет весить на Нептуне всего 82,08 кг, т.е. около 82 кг. Каждый шаг потребует в 1,14 раз больше усилий, чем на Земле. Если быть точнее, то вес человека на Земле равен 72 кг · 9,81 м/с² = 706,32 Н, а вес на Нептуне равен 72 кг · 11,15 м/с² = 802,8 Н. В то время масса человека на Нептуне (72 кг) будет одинаковой, что и на Земле (72 кг).

Вес – это сила, с которой любое тело, находящееся в поле сил тяжести (как правило, создаваемое каким-либо небесным телом, например, Землёй, Солнцем и т. д.), действует на опору или подвес, препятствующие свободному падению тела. Вес тела, покоящегося в инерциальной системе отсчёта, равен силе тяжести, действующей на тело. Сила тяжести – это сила притяжения тела к небесному телу.

Вес (сила тяжести) рассчитывается по формуле F = m·g ,

где

F – сила тяжести, Н,

m – масса тела, кг,

g – ускорение свободного падения, м/с².

Первая космическая скорость и вторая космическая скорость на Нептуне:

Первая космическая скорость (v₁) на Нептуне равна 16,97 км/с. Для сравнения: первая космическая скорость на Земле равна 7,91 км/с.

Первая космическая скорость (круговая скорость) – это минимальная (для заданной высоты над поверхностью планеты) горизонтальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты.

Первая космическая скорость определяется массой и радиусом небесного тела, а также высотой над его поверхностью.

Первая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

,

где

М – масса планеты, кг,

R – радиус орбиты, м,

R₀ – радиус планеты, м,

h – высота над поверхностью планеты, м.

Вторая космическая скорость (v₂) на Нептуне равна 23,5 км/с. Она в 2,1 раза больше второй космической скорости на Земле. Для сравнения: вторая космическая скорость на Земле равна 11,19 км/с.

Вторая космическая скорость (параболическая скорость, скорость освобождения, скорость убегания) – это наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала по сравнению с массой небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела и покидания замкнутой орбиты вокруг него.

Вторая космическая скорость определяется радиусом и массой небесного тела.

Вторая космическая скорость вычисляется по формулам:

,

.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Нептун, https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/neptunefact.html

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Коэффициент востребованности
1 021

Справочные данные: по условию задачи М (масса Нептуна) = 1,04 * 10²⁶ кг; R (радиус Нептуна) = 2,22 * 10⁷ м; G (гравитационная постоянная) = 6,67 * 10^-11 м³/(с²*кг).

Первую космическую скорость для спутника, который летит близко к поверхности Нептуна, определим по формуле: V = √(G * M / R).

Расчет: V = √(6,67 * 10^-11 * 1,04 * 10²⁶ / (2,22 * 10⁷)) = 17 677 м/с.

Ответ: Согласно расчету для спутника Нептуна первая космическая скорость составила 17 677 м/с.

Ответ:   Орбитальная скорость Нептуна в ≈ 5,486 раза меньше орбитальной скорости Земли.

Объяснение: Дано:

Большая полуось орбиты Земли  Аз = 1 а.е

Большая полуось орбиты Нептуна Ан = 30,1 а.е.

Звездный (сидерический) период обращения Земли  Тз = 1 год

Обозначим:

Звездный (сидерический) период обращения Нептуна — Тн

Орбитальная скорость Земли  — Uз

Орбитальная скорость Нептуна – Uн

Во сколько раз орбитальная скорость Земли больше орбитальной скорости Нептуна  Uз/Uн — ?

Вначале найдем сидерический период обращения Нептуна

По третьему закону Кеплера кубы больших полуосей орбит планет  относятся, как квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца. В нашем случае  Аз³/Ан³ = Тз²/Тн².  Из этого соотношения следует,

что Тн² = Тз²*Ан³/Аз³.  

Отсюда Тн = √(Тз²*Ан³/Аз³)  = √1²*30,1³/1³ = √30,1³ = 165,139 лет.

В общем случае орбитальная скорость планеты равна частному от деления длины орбиты планеты на период обращения планеты вокруг Солнца. U = S/Т

Длина орбиты Земли Sз = 2π*1 а.е. Время обращения Земли  Тз = 1 год.

Длина орбиты Нептуна Sн = 2π*30,1 а.е. Время обращения Нептуна  Тн = 165,139 лет.

Орбитальная скорость Земли  Uз = 2π*1/1 = 2π

Орбитальная скорость Нептуна Uн = 2π*30,1/165,139.

Разделим орбитальную скорость Земли на орбитальную скорость Нептуна, имеем:

Uз/Uн = 2π*165,139/2π*30,1 = 165,139/30,1 ≈ 5,486