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• Pasos
• Consejos

La velocidad de escape es la necesaria para que un objeto supere la atracción gravitacional del planeta en el que se encuentra. Un cohete, por ejemplo, debe alcanzar la velocidad de escape para dejar la Tierra y entrar en el espacio exterior.

Pasos

Método 1 de 2: Comprender la velocidad de escape

1. 

   Establezca la velocidad de escape. Se refiere a la velocidad que necesita alcanzar un objeto para superar la atracción gravitacional del planeta en el que se encuentra, pudiendo así dirigirse hacia el espacio. Un planeta más grande tiene más masa y requiere una velocidad de escape mucho mayor que un planeta más pequeño con menos masa.
2. Comience con la conservación de energía. Afirma que la energía total en un sistema aislado sigue siendo la misma. La siguiente derivación funciona con un sistema de cohetes terrestres y asume que el sistema bajo análisis está aislado.
   • En la conservación de la energía, las energías potencial y cinética son iniciales y finales, siendo que representa la energía cinética y representa la energía potencial.
3. Definir las energías cinética y potencial.
   • La energía cinética es la energía del movimiento, siendo igual a, por lo que representa la masa del cohete y representa su velocidad.
   • La energía potencial es la energía resultante de la posición de un objeto en relación con los cuerpos presentes en el sistema. En física, generalmente se define como igual a una distancia infinita de la Tierra. Como la fuerza gravitacional es atractiva, la energía potencial del cohete siempre será negativa (y cuanto más pequeña, más cerca está de la Tierra). La energía potencial en el sistema Tierra-cohete se escribirá como, ya que representa la constante gravitacional de Newton, representa la masa de la Tierra y representa la distancia entre los centros de las dos masas.
4. Reemplazar expresiones en conservación de energía. Cuando alcance la velocidad mínima necesaria para escapar de la atmósfera, el cohete se detendrá a una distancia infinita de la Tierra, de modo que. Entonces dejará de sentir la atracción gravitacional de la Tierra y nunca regresará, también lo hará.
5. Encuentra el valor de.
   • En la ecuación anterior, representa la velocidad de escape del cohete, la velocidad mínima requerida para escapar de la atracción gravitacional de la Tierra.
   • Tenga en cuenta que la velocidad de escape es independiente de la masa del cohete. La masa se refleja tanto en la energía potencial de la gravedad de la Tierra como en la energía cinética del movimiento del cohete.

Método 2 de 2: Calcular la velocidad de escape

1. Trabaja con la ecuación de la velocidad de escape.
   • La ecuación asume que el planeta en el que se encuentra es esférico y tiene una densidad constante. En el mundo real, la velocidad de escape depende de su posición en la superficie porque un planeta resulta ser más ancho en el ecuador debido a la rotación, además de ligeras variaciones de densidad debido a su composición.
2. Comprende las variables de la ecuación.
   • es la constante gravitacional de Newton. El valor de esta constante refleja el hecho de que la gravedad es una fuerza increíblemente débil. Fue determinado experimentalmente en 1798 por Henry Cavendish, pero ha resultado muy difícil de medir con precisión.
     • se puede escribir solo usando unidades básicas, como, desde.
   • La masa y el radio dependen del planeta del que quieras escapar.
   • Es necesario convertir los valores al sistema internacional. En otras palabras, la masa debe expresarse en kilogramos () y la distancia debe expresarse en metros (). Si encuentra valores en diferentes unidades, como millas, realice la conversión.
3. Determina la masa y el radio del planeta en el que te encuentras. En el caso de la Tierra, suponiendo que se encuentre al nivel del mar, e.
   • Busque en Internet una tabla de masas y rayos de otros planetas o lunas.
4. Sustituye los valores en la ecuación. Ahora que tiene los datos que necesita, puede comenzar a resolver.
5. Analizar. Recuerde revisar las unidades al mismo tiempo y cancelarlas cuando sea posible para obtener una solución consistente.
   • En el último paso, fue posible convertir la respuesta multiplicando el valor obtenido por el factor de conversión.

Consejos

• Dado que la constante gravitacional de Newton es bastante difícil de medir con precisión, el parámetro gravitacional estándar a menudo se conoce con mucha más precisión. Es posible utilizarlo en su lugar para calcular la velocidad de escape.
  • El parámetro gravitacional estándar de la Tierra es igual a.