지구에서 어느정도의 속도로 던져야 떨지지않고 지구밖을 벗어날수 있나요

Question

야구공도 초속이상의 매우 빠른속도로 던지면 지구밖을 벗어날수 있다고 하는데 어느정도의 속도로 던저야 떨어지지않고 지구밖을 벗어날수 있나요

Answer 1

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.

Answer 2

안녕하세요. 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.

Answer 3

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.