Διαφυγή από το βαρυτικό πεδίο

Αντίθετα από τη κεντρική εικόνα με το καταπληκτικό βιβλίο του Ιουλίου Βέρν, θα δούμε μία άσκηση με ένα ταξίδι από τη Σελήνη στη Γη. Η Άσκηση έχει ζητηθεί στον πανελήνιο διαγωνισμό αστρονομίας που διοργανώνει η εταιρεία αστρονομίας και διαστήματος Βόλου. Είναι μία τυπική άσκηση βαρυτικού πεδίου που όμως προσεγγίζει πιό πολύ την πραγματικότητα από ότι αν τη ζητούσαμε στη Β΄ Λυκείου. Είναι ένας από τους πολυάριθμους λόγους για τους οποίους η αστρονομία πρέπει να επιστρέψει στα λύκεια. Όχι όμως όπως πριν σαν επιλεγόμενο μάθημα 1 ωρα τη βδομάδα 1 χρονιά, γιατί θα είναι ως μη γενόμενο. Να μπεί σαν υποχρεωτικό μάθημα και στην Α και στη Β. Ας μου πει κάποιος φίλος εδώ πόσο λιγότερο χριστιανοί θα γίνουν τα Ελληνόπουλα αν δε διδαχτούν θρησκευτικά στο λύκειο.

Τέλος πάντων, στην άσκηση. Το επιπλέον στην αστρονομία  είναι η κατανόηση της ταχύτητας διαφυγής και ποιό είναι τελικά αυτό το άπειρο. Η ταχύτητα διαφυγής είναι μία ταχύτητα με την οποία κανένα διαστημικό σκάφος δεν εκτοξεύεται και σε ελάχιστες περιπτώσεις, με βαρυτικές υποβοηθήσεις όμως, ένα σκάφος μπορεί να αποκτήσει ταχύτητα διαφυγής από το ηλιακό σύστημα (τρίτη κοσμική ταχύτητα) όπως τα δύο Βόγιατζερ. Η ταχύτητα διαφυγής απο το πεδίο βαρύτητας της γης πχ αποτελλεί ένα μέτρο της ενέργειας που πρέπει να δοθεί σε έναν πύραυλο μέσω των καυσίμων ώστε να εφοδιάσει το διαστημικό σκάφος με την απαραίτητη ενέργεια να βγεί από το πεδίο βαρύτητας της γης. Πότε όμως βγαίνει από το πεδίο βαρύτητας της γης; Στο άπειρο λέμε ή εκεί που μηδενίζεται το βαρυτικό πεδίο της γης. Σωστές αλλά εντελώς αφηρημένες έννοιες για τη διαστημική. Στην άσκηση που παραθέτω άπειρο είναι μέχρι τη Σελήνη στα 385.000 km περίπου , αλλού μπορεί να πάρουμε 500.000 km, ενώ η διαστημική θεωρεί ότι πλέον η γη δεν επηρεάζει την κίνηση ενός σκάφους μετά τα 920.000 km περίπου. Όταν ένα σκάφος περάσει τα 920.000 km η αντίστοιχη διαστημική υπηρεσία ανακοινώνει ότι το σκάφος της πέρασε τη σφαίρα επιρροής της γης και μπήκε πλέον σε ηλιοκεντρική τροχιά που είναι και το συντριπτικά μεγαλύτερο κομμάτι του ταξιδιού του λόγω του μεγέθους του άστρου μας.

Όμως προσέξτε μια σημαντική λεπτομέρεια. ΠΟΤΕ ΚΑΙ ΠΟΥΘΕΝΑ ΔΕ ΜΑΣ ΧΡΕΙΑΖΕΤΑΙ ΤΟ ΠΟΥ ΜΗΔΕΝΙΖΕΤΑΙ ΕΝΑ ΒΑΡΥΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ.΄Τα 920.000 km δε μπαίνουν σε κανέναν υπολογισμό κατά την εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ενέργειας. Αυτό γίνεται και στην άσκηση που παραθέτω. Δεν με ενδιαφέρει σε ποιά σημεία μεταξύ γης – σελήνης το βαρυτικό πεδίο της Σελήνης και της γης μηδενίζονται, απλά χρησιμοποιώ τη σύμβαση της εκφώνησης. Κοντά στη Σελήνη θεωρούμε αμελητέα τη βαρυτική δυναμική ενέργεια της γης και αντιστρόφως. Ο υπολογισμός της ταχύτητας διαφυγής στο συγκεκριμένο θέμα είναι αχρείαστος και θα δυσκολέψει αρκετά τη λύση της άσκησης.

Νομίζω ότι στην εποχή που ζούμε τέτοια ζητήματα και πολλά πολλά άλλα πρέπει να διδάσκονται οι μαθητές της χώρας που γέννησε την αστρονομία. Ας δούμε την άσκηση.

ΑΣΚΗΣΗ Β΄

 

 

(Visited 325 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
4 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Μίλτος Καδιλτζόγλου

Καλησπέρα Άρη κι ευχαριστούμε που μας προσφέρεις μία ακόμη ουσιαστική ανάρτηση στο Βαρυτικό Πεδίο.
Στη λύση του ερωτήματος (β) απλά, νομίζω ότι είναι καλύτερο να αναφέρεις ότι εφαρμόζεις την Α.Δ.Ε. και όχι την Α.Δ.Μ.Ε.

Ανδρέας Ριζόπουλος
Αρχισυντάκτης
1 μήνας πριν

Καλημέρα Άρη. Μια ανάρτηση για το Βαρυτικό Πεδίο της Β΄ Θετικής, εν μέσω καλοκαιριού και σαρωτικών αλλαγών στη Γ΄, δείχνει το μεράκι του γράφοντος για την Αστρονομία-Φυσική…
Το Βαρυτικό Πεδίο είναι το αγαπημένο μου κεφάλαιο της Β΄. Κάθε χρόνο προσπαθώ να δείξω όσο γίνεται περισσότερα στα παιδιά. Δεν είναι όμως στις Πανελλαδικές… Η παρακολούθηση είναι καθαρά εθελοντική. Η τοποθέτηση σε τροχιά, η gravity assist, η μελέτη στοιχείων που δίνουν πληροφορίες για πλανήτες …κόβω λίγο από δω λίγο από εκεί, από άλλα κεφάλαια, καθότι δίωρο ή μονόωρο κάποιες φορές.
Φέτος από την τράπεζα βγήκε βαρυτικό πεδίο, αλλά ο συνάδελφος που έκανε σε άλλα τμήματα, μου ζήτησε να μην τα βάλουμε, αφού είχε κάνει λίγα πράγματα και τα θεωρούσε πολύ δύσκολα για τους μαθητές του… Φυσικά δεν αντιπαρατέθηκα, αφού πάνω από τις προτιμήσεις μας βρίσκονται οι μαθητές. Όχι ότι έγραψαν τίποτα στα θέματα που τελικά επιλέξαμε. Το 80% κάτω από τη βάση.
Η Αστρονομία ως μάθημα εξεταστέο, σε συνδυασμό με την αύξηση των ωρών της Β΄Θετικής, είναι το μόνο που πρέπει να γίνει. Όλα τα άλλα είναι ημίμετρα. Είναι ντροπή οι μαθητές να μαθαίνουν τις αστρονομικές εξελίξεις, από το Internet και παράλληλα να μη γνωρίζουν που οφείλονται οι φάσεις της Σελήνης…
Όσον αφορά τα Θρησκευτικά, δεν τόλμησε ούτε η υποτίθεται προοδευτική προηγούμενη κυβέρνηση να τα ακουμπήσει. Τι περιμένουμε από την τωρινή. Θεοκρατικό καθεστώς. Ο Πρωθυπουργός σε πρόσφατη εκδήλωση είπε στους παρευρισκόμενους παπάδες ότι “το χέρι της Παναγίας ακούμπησε το χέρι του Δημοσίου” και έτσι έγινε το έργο…
Θρησκευτικά μέχρι να σβήσει ή μάλλον να διογκωθεί ο Ήλιος…

Μια παρατήρηση. Διόρθωσε την ΑΔΜΕ σε ΘΜΚΕ.