seconda velocità cosmica - velocità di fuga

E' la velocità che deve avere un proiettile (ad esempio un razzo) per riuscire ad allontanarsi per sempre dal pianeta, senza ricadere indietro.

quindi è la velocità che gli consente di arrivare a distanza infinita da pianeta con la minima velocità possibile, cioè con velocità nulla.

Vedremo presto che l'energia  cinetica Ec di un corpo di massa m, che viene sparato con velocità di modulo v dalla superficie di un pianeta di raggio R e massa M è

 

 Ec=1/2 mv2

 

mentre la sua energia potenziale è

                                                                                                                                  Ep =GMm/R 

 

Se inizialmente il proiettile si trova sulla superficie del pianeta e viene lanciato con velocità v , possiede energia cinetica massima e (prendendo come riferimento zero dell'energia potenziale il livello della superficie terrestre) energia potenziale nulla.

Via via che si allontana dalla Terra la Ec diminuisce e l'Ep aumenta.

Quando raggiunge una distanza infinita dalla Terra possiede energia potenziale massima e energia cinetica nulla perché la velocità è nulla. Pertanto possiamo affermare che tutta l'Ec è diventata Ep e quindi possiamo porre Ec = Ep       ottenendo:

GMm/R=1/2mv2

e quindi

v=√ (2GM/R)

 

e per la Terra si ottiene v = 11,2 Km/s

 

Se il proiettile è lanciato con una velocità superiore a v, si allontana per sempre dalla Terra. E' la cosiddetta velocità di fuga.


satelliti geostazionari

Ora, ponendo il periodo T pari a 1 giorno (ma espresso in secondi) nel calcolo della velocità angolare, si ottiene

 

R =  42300 Km   

che è la distanza dal centro della Terra ( e quindi a circa 36000 Km dalla superficie terrestre