Ahhoz, hogy elhagyjuk a Föld gravitációs vonzását, a szökési sebességet el kell érnünk. De Pamkutyáék egyik videójában a héliummal fújt lufi mégis felemelkedett rendkívül magasra. Ez hogyan lehetséges, hogyha nem is volt szökési sebessége?

Szívesen megírjuk a házi feladatod.

A HF kategóriában!

Amúgy nálad is le van tiltva a gugli? A wiki is?

[link]

És a gyik is?

https://www.gyakorikerdesek.hu/tudomanyok__egyeb-kerdesek__1..

Hát igen.. az ilyen léggömbök kb 50 km magasságig jutnak a világűr határa pedig 100 km (Kárman vonal).

Ám a 100 km is elméleti határ, ha valami 101 km magasságon állna pályára, rövid idő alatt vissza is zuhanna.

Ezért nem állítanak pályára semmit 300 km alatt, max rövid időre. Az ISS az 400 km magasságban kering és így is rendszeresen meg kell emelni a pályamagasságot mert még 400 km magasan is elég "sűrű" a légkör ahhoz, hogy lassítsa az ott keringő műholdakat.

De vissza a kérdésre:

Egyszerűen úgy, hogy nem érte el a kozmikus sebességet. 50 km magasságra fel lehet menni rakétameghajtás nélkül, simán a felhajtóerőt kihasználva.

A ballonokat vagy hidrogénnel vagy héliummal töltik meg és max 50 km magasságban olyan alacsony a légnyomás hogy szétpukkanak. Egyébként már 30 km fölé is nehezen tudnak menni.

Felhajtőerőt kihasználva egy vadászgép kb 25 km magasságig tud eljutni bár a rekord ettől tuti magasabb.

30 de inkább 50 és 100 km közötti magasságban sem felhajtóerővel sem rakétameghajtással nem lehet pályára állni mert a felhajtóerőhöz túl kicsi a légnyomás, a rakétameghajtáshoz meg túl nagy.

De a fő kérdés:

Szóval Pamkutyáék léggömbje egyáltalán nem érte el a kozmikus sebességet.

Biztosan láttál már rakétaindítást.

Úgy lehet elérni a kozmikus sebességet, hogy:

Begyújtják a rakétákat. Rövid időn belül a rakéta elkezd dőlni és nem függőlegesen halad tovább. (Ha függőlegesen haladna, elérne akkora sebességet, amekkorára gyorsítani tudja a rakéta, majd simán visszazuhanna)

Szóval "dőlve" halad tovább a rakéta. Csak így lehet elérni a kozmikus sebességet.

A földről bárhonnan lehet rakétát építeni, de a leggazdaságosabb ha az egyenlítőhöz minél közelebb és a rakáte a föld forgási sebességének megegyező irányba kezd "dőlni" mert akkor a föld forgási sebessége hozzáadódik.

Van itt egy kis kutyulás. A föld gravitációs vonzásából kilépni azt jelenti, ha abban a pillanatban semmiféle erő nem hajt bennünket, akkor sem érünk többé vissza a földre.

Ezt alapvetően kétféle módon érhetjük el. Egyik eset, hogy addig gyorsítjuk jó sok energiával a járművünket, míg el nem ér egy bizonyos sebességet. Hogy mekkorát, az attól függ, mennyi üzemanyagunk van. Lehetséges (elvileg) elég lassan gyorsítani, akkor jó sokáig kell ezt tenni, eközben elég távol kerülünk a földtől, és már egyáltalán nincs szükségünk kozmikus sebességre. Lehetne kicsit több üzemanyag fogyasztásával gyorsabban gyorsítani, ezzel hamarabb érünk el nagyobb sebességet, de nem kozmikusat, és ezzel el is hagyjuk a földet. A másik eset, ha nincs a járművünkön üzemanyag, viszont a földön akkora erővel indítanának, hogy egyből kozmikus sebességet érünk el, így nem fogunk visszaesni.

Megjegyzem, akik a holdon jártak, mind elhagyták a földet, végérvényesen. Komoly teljesítmény kellett a visszajövetelhez. Ám a kozmikus sebességnek a közelében sem jártak. Akkora gyorsítás kellett volna hozzá (utána meglassítás, hogy ne ágyúgolyóként csapódjanak a holdba), amit élőlény ki nem bír. Őket bizony 3-4 g-vel gyorsította az üzemanyag viszonylag sokáig, aztán olyan pályára álltak, hogy a hold vonzása beszívja őket, innen lehetett aránylag kevés energiával ütközés nélkül leszállni.

A #4 válaszadó (23:40) kutyulása inkább felejtős.

1. Van olyan, hogy felúszni a légkör felső részére, pontosabban a sztratoszférába. Itt az archimédeszi sztatikus felhajtóerő hat a ballonra, melynek nincs számottevő sebessége a földfelszínhez és az az felett levő levegőhöz képest - tehát álló helyzetű.

2. Van olyan, hogy rakétás kigyorsítás első kozmikus sebességre. Ennél a sebességnél már olyan centrifugális erő hat a repülő tárgyra, hogy egyensúlyban marad a gravitációs vonzással. Ezt a sebességet a lehető legalacsonyabb légkör feletti röppályára értelmezzük (mely első megközelítésben csaknem azonos a földfelszínnel), hisz ilyen óriási sebességet csak vákuumban lehet gazdaságosan elérni és megtartani hosszabb ideig.

3. Van a második kozmikus sebességre való kigyorsítás, melynél az űrjármű végleg leküzdi a Föld gravitációs mezejét úgy, hogy nem kell keringési pályára állnia a Föld körül. A Holdra már ilyen gyorsítási képességű rakétával kell menni.

Ettől egyszerűbben nem lehet. Első 3 válaszoló adja a lényeget. Mit nem értesz pontosan?

Amúgy van egy youtube csatorna, "űrkutatás magyarul" ott érthetően vannak elmagyarázva a dolgok, ott nézzél szét olyan videók iránt ami a témába vág, mert sok olyan van.

<féligOff>

"centrifugális erő hat a repülő tárgyra"

Óvatosan! A tárgyra a gravitáció hat olyankor, ami a centriPETÁLIS (a testet pályán tartó) erő szerepét tölti be. (Centrifugális erő csak egy forgó (vagy keringő) testhez rögzített vonatkoztatási rendszerBEN értelmezhető (például az űrhajós / repülős kiképzések során használt centrifuga esetén bent, a kabinBAN).)

</féligOff>

Kérdező:

"hogy elhagyjuk a Föld gravitációs vonzását, a szökési sebességet el kell érnünk. De Pamkutyáék egyik videójában a héliummal fújt lufi mégis felemelkedett rendkívül magasra. Ez hogyan lehetséges, hogyha nem is volt szökési sebessége?"

Úgy, hogy nem hagyta el a Föld gravitációs vonzását, ahogy egy repülő madár (vagy épp egy repülőgép) sem hagyja el azt.

Szerintem esetedben ott lehet a félreértés gyökere, hogy a világűrbe való kijutást (vagy legalábbis a légkör magas régióiba való felemelkedést) összetéveszted a gravitációs tér elhagyásával.

Ezzel szemben, még a nemzetközi űrállomás sem hagyja el azt, pedig az 400 km magasságban kering, jóval a légkör felett. De GONDOLJ BELE: miért is kering?

Azért, mert a gravitáció pórázon tartja a Föld körül (azaz HAT rá, tehát még AZ SEM HAGYTA el a Föld gravitációs vonzását).

Kérdezheted persze, hogy akkor hogyhogy súlytalanság van az ISS - en? A válasz az, hogy a gravitáció az ISS minden pontjára hat kívül-belül, úgy mégpedig, hogy egyforma mértékben gyorsítja őket, vagyis az egész ISS összes pontja ugyanazzal a gyorsulással zuhan, épp csak nem tud leesni, mert akkora sebességgel halad közben oldalirányban.

Ha humorizálni akarnék, mondhatnám úgy is, hogy "körbeesi" a Földet, folyamatosan felé esik, de permanensen "elvéti" azt.

A lényeg, hogy az ISS mozgása ZUHANÁS, márpedig zuhanás közben egy test nincs sem alátámasztva, sem pedig felfüggesztve, s mivel egy test súlya (by definition) az az erő, mellyel a test az alátámasztást nyomja vagy a felfüggesztést húzza, nincs hát súlya sem --> súlytalan. (Note: vedd észre közben, hogy egy test súlya sosem a testre ható erő, hanem a test által egy másikra kifejtett erőhatás! (Ami akkor lép fel, ha a másik test meggátolja a testet gravitáció okozta, Föld felé való szabadesésében.))

(Visszatérve az ISS példájára, amennyiben hirtelen megszűnne az őt pályán tartó gravitációs hatás, akkor elszállna szépen a pályához abban a pontban illesztett érintő irányában, ahol épp járt, mikor megszűnt - valahogy - az őt pályán tartó gravitáció.)

Ha az ISS - t felgyorsítanánk a szökési sebességre, akkor már nem lenne elég a Föld gravitációs vonzása ahhoz, hogy fogva tartsa, s el is hagyná a Föld közelségét (a Napét persze még így sem tudná, de az már egy másik "szint".)

Hát igen a világegyetemben, a fizikában 4 kölcsönhatás létezik.

1. erős kölcsönhatás

2. elektromágneses kölcsönhatás

3. gyenge kölcsön hatás

4. gravitációs kölcsönhatás (ez a leggyengébb)

Habár a gravitáció a leggyengébb kölcsönhatás, mégis nagy skálán ez a mérvadó mert sok van a tömegből.

A gravitáció hatása végtelen. És ez a lényeg. A Holdon is hat a Föld gravitációja. Sőt, a Neptunuszra is hat a Föld gravitációja és fordítva. Mivel a hatása végtelen, csupán arról van szó, hogy egy bizonyos távolság után elhanyagolható. Ha az egész világegyetem annyira üres lenne, hogy egyik "végében" egy csillag van és a másik "végében" is, mindnenféle bolygó, gáz, aszteroida nélkül, akkor ez a kettő hatna egymásra. Akkor is ha felfoghatatlanul messze vannak egymástól.

De a világegyetem nem üres. A Földről kiindulva pl. A Plútón azért nem lehet érezni a Föld gravitációját, mert a többi égitest "kioltja". Ha nem volna a csak a Föld és a Plútó (nap nélkül) azok keringenének egymás körül.

Akkor miért nem zuhan bele a Hold a Földbe ha hat rá a Föld gravitációja?

Hát pontosan azért amiért a bolygók sem zuhannak bele a Napba. Mert van sebességük. A Hold egy adott sebességgel KERING a Föld körül és mivel van sebessége, ezért nem zuhan bele. Ha nem volna sebessége a Holdnak, bizony belezuhanna a Földbe.

Az ISS (Nemzetközi űrállomás) c.a 400 km magasságban kering. Azért nem zuhan bele a Földbe mert egy adott sebességgel kering. Ha nem volna sebességge, azonnal visszaesne a Földre.

És tulajdonképpen ezt is teszi: az ISS folyamatosan zuhan a föld fele de mivel van egy adott sebessége, ezért pályán marad.

És pont ezért van súlytalansági állapotban az ISS és a benne tartozkodó asztronauták. Az ISS-en nem azért van súlytalanság mert a világűrben van és ott nincsen gravitáció. Mint ahogyan ezt tisztáztuk ez nem igaz, nem szűnik meg a Föld gravitációja azzal ha átlépjük a Kármán vonalat, de még a Holdnál sem szűnik meg, sőt, sehol nem szűnik meg mert a hatása végtelen.

Nem. Az ISS azért van súlytalansági állapotban mert folyamatosan zuhan a föld felé.

Biztosan emlékszel a fizika órákra. A tömegnek mikor van súlya? Ha az alátámasztást nyomja vagy a felfüggesztést húzza. Akkor van a dolgoknak, tömegeknek súlya.

Ez nem érvényesül az ISS-re mint ahogyan egyik műholdra sem.

Márpedig ha nincsen súlya (ez van, hiszen zuhan a föld felé, csak egy adott sebességgel, ezért nem esik bele) akkor súlytalansági állapotban van. De ez nem azt jelenti, hogy a Föld gravitációja ne hatna rá.

Súlya nincs, tömege az van.

Pontosan ez a helyzet a bolygókkal a Nap körül: egy adott sebességgel keringenek a Nap körül. Azért nem zuhannak a napba mert van sebességük, de az összes bolygó, aszteroida azt csinálja mint a műholdak a Föld körül: szabadesést végeznek a Nap körül (egy adott sebességgel)

Így hát minden bolygó: bizony súlytalan. De van tömegük. Minden tömeggel rendelkező testnek van saját gravitációs mezeje és így minden tömeggel rendelkező test meghajlítja maga körül a téridőt. (Ebbe ne menjünk bele részletesen)

Bizony, az ISS-nek is van tömege és így az ISS is meggörbíti maga körül a téridőt, csak olyan kicsi a tömege, hogy az általa keltett gravitációs tömegvonzás rendkívül alacsony és elhanyagolható.

Minél nagyobb a tömeg, annál nagyobb gravitációs teret fejt ki.

A Földnek azért elég nagy a tömege, a felszínen ezt érzet gravitációnak. De ettől függetlenül a Föld súlytalansági állapotban van még mindig a Nap körül.

Na most hogy ezt megértetted (remélem igen) akkor:

Mondjuk azt, hogy Pamkutyáék hazudtak mert a ballonjuk alig ment fel 30 km magasság fölé. A világűr határa pedig 100 km. (Mint ahogyan megbeszéltük, ez sem feltétlenül igaz, mert ami itt keringene, az is gyorsan leesne)

Szóval innentől kezdve a kérdés nem helyénvaló, mert Pamkutyáék sosem hagytál el a 100 km-es Kármán vonalat, így nem beszélhetünk űrutazásról.

De azért akkor mégis: vannak módszerek amikkel el lehet érni a 100 km-es határt, ezeket nevezik űrugrásnak. Vannak kifejezetten erre szakosodott cégek akiknek nem célja, hogy ott is maradjanak. Egyszerűen eljutattják 100 km-es magasságig a céltárgyat (mondjuk embereket) aztán gyorsan vissza is jutnak.

Tehát az űr határát, ami mégegyszer: 100 km és nem 30 és nem 50, el lehet érni anélkül, hogy elérnéd az első kozmikus sebességet. Ha nem éred el, akkor bizony gyorsan visszaesel.

Ha ott is szeretnél maradni, akkor már el kell érned az első kozmikus sebességet.

Ezt legegyszerűbben rakétameghajtással lehet elérni, amit a 3-as már leírt.

Aki amúgy én vagyok.

Na remélem most már érted.

Ha sok mindenről beszélünk, akkor egy, a témát nem ismerő nehezen találja meg benne azt, amire kíváncsi. Például "... mivel van sebessége ezért nem zuhan le". Végső soron ez igaz is meg nem is. De próbáljunk a kérdező fejével gondolkodni.

1. A föld gravitációs vonzása (azaz más testekre ható, a föld felé irányuló ereje) a föld tömegéből határozható meg. És minden más testnek is van gravitációs vonzereje, ami szintén az ő tömegétől függ. A vonzóerő nagysága a távolsággal négyzetesen csökken, tehet valóban soha nem szűnik meg, csak egyre kisebb lesz.

2. Minden test mozgására érvényesek Newton törvényei. Itt konkrétan az, hogy ha egy testre erő hat, akkor a test gyorsuló mozgással fog haladni az erő irányába. A földi gravitáció esetén ezt úgy mondjuk, a test a földre fog zuhanni (kéne neki tovább zuhanni a középpontig, de a felszín ebben megakadályozza). Ez a Newton törvény azt is kimondja, ha egy testre nem hat erő, akkor megtartja eredeti állapotát. Ha állt, úgy marad, ha v sebességgel haladt, akkor is úgy marad, vagyis egyenesvonalú egyenletes mozgást végez.

3. Egy ilyen egyenesvonalú egyenletes mozgást végző testnek a sebességétől és tömegétől függő impulzusa van, ami egy potenciális erőt rejt magában, amit akkor tapasztalunk meg, ha ez a test nekünk megy. Jó nagyot tud ütni, azaz erőt kifejteni ránk.

3. Ha erre az egyenletesen haladó testre egy a sebességtől eltérő irányú erő hat, akkor ez az erő a tehetetlenül haladó testet kitéríti irányából, az erő hatása tehát erősen függ a két irány egymáshoz való viszonyától. Ha egyező irányúak, gyorsít, ha ellentétes irányúak, lassít (fékez), ha szöget zárnak be, akkor az irány is változik.

4. A gravitációs erő szöget zár be a haladó testtel, és ekkor több eset van. a) ha a test sebessége elég kicsi, a gravitációs erő annyira eltéríti, hogy egyfajta spirál pályán a test közelít a földhöz. Ha a sebességet növeljük, akkor ez a spirál egyre elnyújtottabb végül egy adott sebességértéknél körré változik, azaz a testre ható erő a sebesség nagyságát nem változtatja meg, csak az irányát, mégpedig éppen annyira, hogy mindig az éppen aktuális körpont érintője irányába mutat. Mellesleg azt a sebességet nevezzük a földre vonatkozó első kozmikus sebességnek. Tovább növelve a test sebességét, a körpálya egyre elnyújtottabb ellipszissé válik, míg lesz egy olyan sebességérték, ahol a gravitációs erő nem tudja az irányt a föld görbülete mentén tartani, a test eltávolodik a földtől (ezzel együtt a rá ható gravitációs erő csökken), és többé nem is tér oda vissza (ez a második kozmikus sebesség).

5. Csakhogy a léggömb esete nem ez, ott más erők működnek. A léggömb egy olyan test, amelynek fajsúlya (ha elég nagy és eléggé felfújtuk héliummal) kisebb a levegő aktuális helyének fajsúlyánál. És ekkor alapvetően a gravitáció mellett a felhajtóerő jelenik meg, azaz Arkhimédész törvénye érvényes. A felhajtóerő egyenlő a levegőben lévő léghajó által kiszorított levegő súlyával (a léghajó térfogatával egyenlő mennységű levegő súlyával). A hélium könnyebb a levegőnél, így lesz egy akkora térfogat, ahol a hélium és a léghajó együttes tömege kevesebb a kiszorított levegőénél, ezért a gravitációs és felhajtó erő eredője felfelé irányul, a léggömb emelkedik. eközben a levegő ritkább (tehát könnyebb) lesz, és egyszer csak lesz egy olyan magasság, ahol a kiszorított levegő és a hélium + léghajó súlya egyforma lesz, akkor az erők eredője nulla, tehát a léggömb (némi fékeződés után) megáll és lebeg. Ennek az esetnek tehát semmi köze az előbbihez, ahol a gravitációs erő és a sebességből fakadó tehetetlenség „mérkőztek egymással”, és ha a gravitáció bizonyult nagyobbnak, a test leesett, ha a sebesség, akkor a test képes volt akár elszakadni a földtől. Itt viszont a sebességnek lényegében nincs szerepe, hanem annak, mennyire könnyű anyagból tudjuk megépíteni a léghajót, mekkora méretű a gömb, mert ezek határozzák meg a léghajó és az általa kiszorított levegő súlyának viszonyát. A léghajó addig bír emelkedni, míg el nem éri a súlya a megfelelő levegő súlyát, ami felfelé egyre ritkább. És akkor az álló (lebegő) léghajóra ható erők az ottani gravitációs erő és az ottani felhajtóerő egyelő nagyságúak és ellentétes irányúak, azaz eredőjük nulla. Vagyis a test (léghajó) áll.