지구에서 어느정도의 속도로 던져야 떨지지않고 지구밖을 벗어날수 있나요
야구공도 초속이상의 매우 빠른속도로 던지면 지구밖을 벗어날수 있다고 하는데 어느정도의 속도로 던저야 떨어지지않고 지구밖을 벗어날수 있나요
안녕하세요.
지구에서 물체를 던져서 지구의 중력을 완전히 벗어나기 위해서는 해당 물체가 탈출 속도에 도달해야 합니다. 지구의 탈출 속도는 대략 초속 11.2 킬로미터 (km/s)입니다. 이 속도는 지구의 중력장을 완전히 벗어나 우주 공간으로 나갈 수 있는 최소 속도를 의미합니다.
탈출 속도는 물체의 질량이나 크기에 관계없이, 주어진 천체의 질량과 반지름에만 의존하는 값입니다. 이 속도를 계산하는 공식은 다음과 같습니다 :
vₑₛₚₐₗ = √(2GM/R)
여기서 G는 중력 상수 약 6.674×10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻² , M은 지구의 질량 약 5.972×10²⁴ kg , R은 지구의 반지름 6.371×10⁶ m 입니다.
실제로 야구공을 초속 11.2 킬로미터로 던질 수 있는 것은 현실적으로 불가능하며, 이는 대략적으로 로켓이나 우주선이 지구를 떠날 때 필요한 속도와 유사합니다. 따라서 야구공을 지구 밖으로 던지려면 우주선과 같은 발사체의 도움을 받아야 합니다.1명 평가안녕하세요. 신광현 전문가입니다.
여러가지 조건이 있지만 그 중에 지구를 탈출 할 때 타버리지 않는다는 조건이 있다면 11.2km/s라는 속도면 지구를 탈출 할 수 있습니다. 이 속도면 지구의 중력을 무시하고 대기권을 탈출 할 수 있습니다.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
원하는 내용을 알기 위해서는 탈출속도를 계산하면 됩니다.
탈출속도는 지구를 벗어나기 위해 물체나 우주선 등이 필요한 최소 속도를 의미합니다.
계산 방법은 에너지 보존법칙으로 시작됩니다. 초기 운동에너지 + 초기 위치에너지 = 최종 운동에너지 + 최종 위치에너지 라는 식이 성립합니다.
이때 물체가 지구를 겨우 벗어나는 경우를 생각해보면 최종 운동에너지와 최종 위치에너지의 합은 0입니다.
위 방법을 이용해 계산한 야구공의 탈출 속도는 약 11.2km/s 입니다.
감사합니다.