a Sonda Solar Parker acabou de ganhar o título de objeto artificial de movimento mais rápido. Lançada pela NASA em agosto passado, esta nave robótica está muito, muito perto do sol, a caminho de sondar a coroa externa da nossa estrela local.OK, eu sei que tens perguntas. Deixa-me ir directo ao assunto.a que velocidade vai?
de acordo com a NASA, sua velocidade atual é de 153,545 mph (ou 68,6 quilômetros por segundo). Mas isso significa super rápido., É quase impossível imaginar algo tão rápido quando a coisa mais rápida feita pelo homem na terra é talvez um projéctil de uma arma de Carril a cerca de 2,52 km / s. Isso significa que a Sonda Solar Parker está a viajar a uma velocidade 27 vezes mais rápida que a coisa mais rápida que temos aqui em baixo. Zoom rápido.
What does this have to do with the speed of light?
claro, a luz é ainda mais rápida. A luz tem uma velocidade de cerca de 3 x 108 m/s (300.000 km / s). Mas porque é que isso importa?, Você não pode obter um objeto até (ou maior que) a velocidade da luz. Por quê? Vamos começar com um exemplo. Suponha que eu tenha uma força de 1 Newton e empurre sobre um objeto em repouso com uma massa de 1 kg por 1 segundo (estou usando números fáceis). O princípio do momento diz que o momento é o produto da massa e da velocidade. Além disso, a força aplicada a um objeto nos diz a taxa de mudança de momento. Isto significa que uma força de 1 Newton para 1 segundo dá uma mudança no momento de 1 kg*m/s (a parte de mudança é importante).
isto funciona principalmente para velocidades super altas., O princípio do momento ainda funciona desde que você use uma melhor definição de momento. Deve ser assim (numa dimensão).
nesta expressão, o p é o momentum (não pergunte por que) e c representa a velocidade da luz. Observe que à medida que a velocidade se aproxima da velocidade da luz, você tem um aumento muito menor na velocidade para a mesma força., De fato, se a velocidade fosse igual à velocidade da luz Você estaria dividindo por zero—o que geralmente é uma coisa ruim.
apenas para ser claro, não existem dois modelos Para momentum. Você pode sempre usar a versão mais complicada do momentum. Tente isto: calcular o momento de uma bola de beisebol com uma massa de 0,142 kg e uma velocidade de 35 m/s. primeiro faça isso com a fórmula simples de massa vezes velocidade e você obter 497 kg*m/s. Agora tente com a fórmula mais complicada. Adivinha? Tens a mesma coisa. Eu recomendo usar a fórmula simples sempre que possível.,a que velocidade vai a Sonda Solar Parker em comparação com a velocidade da luz? Se dividir a velocidade da sonda pela velocidade da luz, recebe 0,00023. Na verdade, podemos escrever isto como 0,00023 c (onde c é a velocidade da luz). É rápido, mas não é a velocidade da luz.
por que esta velocidade é relativa ao sol?
você provavelmente verá algo sobre a velocidade da Sonda Solar Parker rotulada como a velocidade heliocêntrica. Qual é o problema?
na terra, esta é raramente uma questão., Se você está dirigindo seu carro a 55 mph, todos entendem que estamos medindo esta velocidade em relação ao solo estacionário. Na verdade, as velocidades só fazem realmente sentido quando medidas em relação a algum quadro de referência. Na terra, o quadro de referência óbvio é o solo.e se não quisesse usar a superfície da terra como referencial? Imagina um polícia a encostar – te no carro e a dizer: “olá, Apanhei-te a 67055 mph.”Isso pode ser verdade, já que a terra não está estacionária., A fim de orbitar o sol, ele tem que viajar com uma velocidade de 67.000 mph para fazer todo o caminho em torno do Sol em um ano. Sim, isso é rápido (em relação ao sol).
Se você quisesse medir a velocidade da Sonda Solar Parker em relação à terra, você teria um tempo difícil porque você não teria apenas um valor. À medida que a sonda se aproxima do sol, a sonda e a terra podem se mover em diferentes direções. Assim mesmo que a velocidade relativa ao sol pudesse permanecer constante, sua velocidade relativa à Terra mudaria desde que a terra está girando em sua órbita em torno do sol.,
Se você realmente quiser ficar louco, você poderia usar alguma outra estrutura de referência como o Centro Galáctico. Mas não vamos enlouquecer.como é que a sonda quebra o seu próprio registo de velocidade?
a sonda irá ainda mais rápido do que já está viajando. A NASA projecta uma velocidade ligeiramente mais rápida à medida que se aproxima do Sol em 2024. Mas porque fica mais rápido quando está mais perto do sol?
existem duas ideias-chave aqui. A primeira é a força gravitacional. Esta é uma força atrativa entre o sol e a sonda., A magnitude desta força aumenta à medida que a distância entre eles diminui. Não se preocupe, não se nota um aumento da força gravitacional à medida que se aproxima do solo. Mesmo se você moveu uma distância vertical de 1000 metros, isso é insignificante em comparação com o tamanho da Terra, com um raio de 6,37 milhões de metros.a outra parte do problema é o movimento circular. Imagine a sonda espacial viajando em uma órbita circular (o que não é realmente verdade). Para que um objeto se mova em um círculo, precisa haver uma força puxando-o para o centro do círculo., A magnitude desta força lateral é proporcional ao quadrado da velocidade do objeto, mas inversamente proporcional ao raio do círculo. Juntando a força gravitacional e a força circular necessária, obtenho a seguinte expressão para a velocidade orbital.
nesta expressão, Ms é a massa do Sol e G é a constante gravitacional. Mas o ponto principal é que a velocidade aumenta à medida que o raio diminui., É só física.se quiser algumas perguntas de física, eu tenho você coberto. Aqui tens.
- calcula a energia cinética da Sonda Solar Parker à sua velocidade de corrente (em relação ao sol). Sim, você precisa olhar para cima ou estimar a massa da sonda.suponha que ia pôr a sonda a funcionar, tendo um humano numa bicicleta estacionária ligado a um gerador. O humano pode produzir 50 Watts durante o tempo que quiser (talvez sejam dois humanos que se revezam). Quanto tempo demoraria a colocar a sonda na velocidade actual?,
- A sonda está no espaço há cerca de 3 meses (vamos escolher 3 meses). Suponha que a sonda estava viajando a uma velocidade constante este tempo todo (use sua velocidade atual). Criar um gráfico de velocidade vs. tempo medido em relação à Terra. Lembre-se, em 3 meses a Terra muda de direção.quantas barras de chocolate a sonda precisa de “comer” para atingir a velocidade actual. Sim, presumo que a sonda coma. Isto também pode ser útil.,
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