ما المقصود بالسرعة المدارية؟
يمكن تعريف السرعة المدارية (بالإنجليزية: Orbital Speed) بأنها السرعة التي يتحرك بها جسم ما، مثل كوكب، أو قمر، أو قمر صناعي، أو مركبة فضائية، في مدار ثابت حول جسم سماوي معين، علمًا بأن الجسم الذي يقع في مركز المدار عادةً ما يكون نجمًا مثل الشمس، أو كوكبًا مثل كوكب الأرض، وتجدر الإشارة إلى أن السرعة المدارية للأجسام تعتمد على عدة عوامل، بما في ذلك؛ كتلة الجسم السماوي الذي يقع في مركز المدار، والمسافة بين الجسم السماوي الذي يقع في مركز المدار والجسم الذي يدور حوله.[١][٢]
بشكل مختصر ومبسط، يمكن القول إن السرعة المدارية هي السرعة التي يجب أن يتحرك بها الجسم بشكلٍ أفقي لمواجهة جاذبية الجسم السماوي الذي يدور حوله، والحفاظ على مدار ثابت مستقر أثناء الدوران، حيث إن من الضروري موازنة حركة الجسم للأمام مع قوة الجاذبية التي تسحبه إلى الداخل نحو الجسم السماوي الواقع في مركز المدار، مما يخلق مسارًا دائريًا أو بيضاوي الشكل، كالمدار الذي يدور فيه كوكب الأرض حول الشمس.[١][٢]
ما هو قانون حساب السرعة المدارية؟
القانون الرياضي الذي يستخدم لحساب السرعة المدارية مستمد من قانون الجذب العام لنيوتن، وقد تمت صياغته كالآتي:[١][٣]
السرعة المدارية = الجذر التربيعي لـ (ثابت الجذب العام × كتلة الجسم السماوي / المسافة بين مركز الجسم السماوي ومركز كتلة الجسم الذي يدور حول)
بالرموز:
(V = √(GM / R
حيث إن:
- V: هي السرعة المدارية للجسم.
- G: هو ثابت الجذب العام.
- M: هي كتلة الجسم السماوي (مثل نجم أو كوكب).
- R: هي المسافة بين مركز الجسم السماوي ومركز كتلة الجسم الذي يدور حوله، أو نصف القطر المداري للجسم.
ما هي وحدة قياس السرعة المدارية؟
تقاس السرعة المدارية للأجسام عادةً بنفس وحدات قياس السرعة في الفيزياء، مثل وحدة المتر في الثانية، والتي يرمز لها بالرمز (م/ث)، أو وحدة الكيلومتر في الثانية، والتي يرمز لها بالرمز (كم/ث)، وذلك اعتمادًا على الوحدات المستخدمة لقياس كل من الكتلة والمسافة.[١][٣]
مثال على قانون حساب السرعة المدارية
فيما يأتي مثال يوضح كيفية استخدام قانون حساب السرعة المدارية السابق:[١][٣]
احسب سرعة المدار لقمر صناعي يدور في مدار ثابت حول كوكب الأرض، علمًا بأن القمر الصناعي يقع على ارتفاع 400 كيلومتر فوق سطح الأرض، وكتلة الأرض تبلغ حوالي 5.972× 1024 كيلوغراماً، وقيمة ثابت الجذب العام تساوي 6.67430 × 10-11 نيوتن· (متر/ كيلوغرام)^2.
المعطيات:
الارتفاع فوق سطح الأرض = 400 = R كيلومتر = 400.000 متر
كتلة الأرض = 5.972× 1024 كيلوغراماً
ثابت الجذب العام = 6.67430 × 10-11 نيوتن· (متر/ كيلوغرام)^2.
باستخدام قانون حساب السرعة المدارية:
(V = √(GM / R
(V = √((6.67430 × 10-11)×(5.972× 1024) / (400.000)
V= 1.0558 × 105 متر/ ثانية
المراجع
- ^ أ ب ت ث ج "Orbital Speed Formula", byjus, Retrieved 4/9/2023. Edited.
- ^ أ ب "orbital velocity", britannica, Retrieved 4/9/2023. Edited.
- ^ أ ب ت "Orbital Speed Formula", toppr, Retrieved 4/9/2023. Edited.
