Первая космическая скорость (или орбитальная скорость) — это минимальная скорость, которую необходимо сообщить объекту, чтобы он мог стать спутником планеты, движущимся по круговой орбите на поверхности этой планеты (в идеализированном случае, игнорируя атмосферные и другие сопротивления). Для вычисления первой космической скорости на планете Сатурн нужна формула:
[ v_1 = \sqrt{\frac{GM}{R}} ]
где:
- ( v_1 ) — первая космическая скорость,
- ( 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:
- Масса Сатурна ( M = 5.69 \times 10^{26} \, \text{кг} ),
- Средний радиус Сатурна ( R = 6.04 \times 10^7 \, \text{м} ).
Теперь подставим все значения в формулу:
[ v_1 = \sqrt{\frac{(6.67430 \times 10^{-11} \, \text{м}^3 \text{кг}^{-1} \text{с}^{-2}) \times (5.69 \times 10^{26} \, \text{кг})}{6.04 \times 10^7 \, \text{м}}} ]
Выполним вычисления внутри корня:
[ v_1 = \sqrt{\frac{(6.67430 \times 10^{-11}) \times (5.69 \times 10^{26})}{6.04 \times 10^7}} ]
[ v_1 = \sqrt{\frac{3.7976 \times 10^{16}}{6.04 \times 10^7}} ]
[ v_1 = \sqrt{6.2877 \times 10^8} ]
Теперь извлечем квадратный корень:
[ v_1 \approx 25074 \, \text{м/с} ]
Таким образом, первая космическая скорость на планете Сатурн составляет примерно 25074 метров в секунду.