Первая космическая скорость — это минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу у поверхности небесного тела, чтобы оно перешло на круговую орбиту вокруг этого тела, не затрачивая дополнительной энергии на движение вверх.
Формула для расчета первой космической скорости ( v_1 ) выглядит следующим образом:
[ v_1 = \sqrt{\frac{G \cdot M}{R}} ]
где:
- ( G ) — гравитационная постоянная (( 6.67430 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 \text{кг}^{-1} \text{с}^{-2} )),
- ( M ) — масса планеты,
- ( R ) — радиус планеты.
Подставим известные значения для Урана:
- Масса ( M = 8.69 \times 10^{25} \, \text{кг} ),
- Радиус ( R = 2.38 \times 10^7 \, \text{м} ).
Теперь подставим эти значения в формулу:
[ v_1 = \sqrt{\frac{6.67430 \times 10^{-11} \times 8.69 \times 10^{25}}{2.38 \times 10^7}} ]
Сначала вычислим произведение в числителе:
[ 6.67430 \times 10^{-11} \times 8.69 \times 10^{25} = 5.7987817 \times 10^{15} ]
Теперь разделим числитель на знаменатель:
[ \frac{5.7987817 \times 10^{15}}{2.38 \times 10^7} = 2.436 \times 10^{8} ]
Теперь извлечем квадратный корень:
[ v_1 = \sqrt{2.436 \times 10^{8}} \approx 1.56 \times 10^{4} \, \text{м/с} ]
Таким образом, первая космическая скорость на планете Уран составляет приблизительно ( 1.56 \times 10^{4} \, \text{м/с} ) или 15.6 км/с.