7-mavzu: keplar qonunlari. Butun olam tortish qonuni. Kosmik tezliklar reja

IV.

Kosmik tezliklar va ularni aniqlash.
Agar jism gorizontga nisbatan burchak ostida otilsa, u biror balandlikka ko‘tarilib, so‘ng ma’lum masofaga borib tushadi. Agar boshlang‘ich tezlik oshirilab borilsa, uchish uzoqligi ham oshib boradi va Yerning ko‘rinmaydigan qismiga ham aylanib o‘tib tushishi mumkin. Tezlikning shunday bir qiymati keladiki, bunda jism Yer sirtiga qaytib tushmasdan Yer atrofida aylana boshlaydi. Ana shu tezlikdan boshlab kosmik tezlik deb ataluvchi tezliklar boshlanadi. Jismni kosmosga uchirishdan oldin qo‘yilgan maqsadga qarab beriladigan tezlik qiymatiga ko‘ra bir necha xil kosmik tezliklarga bo‘linadi.


Birinchi kosmik tezlik. Jismni planetaning davriy yo‘ldoshiga aylantirish uchun kerak bo‘lgan tezlik qiymatiga birinchi kosmik tezlik deyiladi. Bu tezlikda jism Yer yoki biror bir planeta atrofida doiraviy orbita bo‘ylab aylanma harakat qiladi. Shuning uchun, ham 1-kosmik tezlikni orbitaviy tezlik deb ham ataladi.
Jismning Yer atrofida aylanma harakat qilishi uchun unga ta’sir qilayotgan markazdan qochma kuch Yer bilan jism o‘rtasidagi butun olam tortishish maydoni hosil qilgan gravitatsion kuchga teng bo‘lishi kerak (7.10-rasm).

7.10-rasm

Demak, Yer sirti uchun birinchi kosmik tezlik quyidagicha bo‘lar ekan:
1-kosmik tezlikning Yer sirti uchun qiymatini bilgan holda uning ixtiyoriy h balandlik uchun qiymatini ham aniqlash mumkin. Bunda jism yoki kosmik kema r=R+h radiusli orbita bo‘ylab aylanadi. Markazdan qochuvchi kuch va gravitatsion tortish kuchlari o‘zaro tenglanib, so‘ralgan kattalik aniqlanadi.
Demak, Yer sirtidan biror h balandlikdagi sun’iy yo‘ldosh uchun birinchi kosmik tezlikning qiymati ushbu formula yordamida aniqlanadi.
Yer sirtidan biror h balandlikda aylanayotgan sun’iy yo‘ldoshning aylanish davri quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:
Ikkinchi kosmik tezlik.
Jismga 1-kosmik tezlik berilganda u Yer atrofida doiraviy harakat qilib, Yerni butunlay tark etib keta olmaydi, ya’ni jism Yer atrofida “tutqun” holatda aylanadi. Lekin, jismga shunday bir tezlik beriladiki, u Yerdan butunlay uzoqlashib ketadi va qaytib kelmaydi, ya’ni jism “tutqun”likdan butunlay “ozod” bo‘ladi. Barcha ta’sirlardan holi bo‘lgan bu jism erkin jismga aylanadi.
Jismning Yerning tortishish maydonini tortib uzib chiqib ketish uchun zarur tezlik ikkinchi kosmik tezlik hisoblanadi. 2-kosmik tezlikni qochish tezligi deb ham ataladi.
Jism Yerning tortish kuchini engib, Quyosh atrofida boshqa planetalar kabi harakatlanishi uchun uning kinetik energiyasi Yer hosil qilgan gravitatsion energiyaga teng bo‘lishi kerak (energiya haqida keyingi mavzularda batafsil tanishib chiqamiz). Shundan foydalanib, ikkinchi kosmik tezlik topiladi.
Demak, ikkinchi kosmik tezlik quyidagicha bo‘lar ekan.
2-kosmik tezlikning Yer sirti uchun qiymatini bilgan holda uning ixtiyoriy h balandlik uchun qiymatini ham aniqlash mumkin. Bunda jism yoki kosmik kema r=R+h radiusli orbita bo‘ylab aylanadi. Kosmik kema oladigan kinetik energiya uning potensial energiyasiga miqdor jihatidan teng bo‘lganda, bu kema Yerning tortish kuchini engib cheksiz uzoqlasha oladi.
Demak, Yer sirtidan biror h balandlikdagi kosmik kema uchun ikkinchii kosmik tezlik ushbu ko‘rinishda bo‘lar ekan:
Ikkinchi kosmik tezlik 1959 yili 2-yanvar kuni amalga oshirilgan.