Si tuviéramos que construir un tren de alta velocidad por la ladera de una montaña como en algunas películas de ciencia ficción, ¿cuál es la velocidad necesaria en el punto de dejar la montaña excluyendo el momento angular de la rotación de la Tierra para alcanzar la velocidad de escape?
La velocidad de escape total es de unos 11.200 m/s (aproximadamente 7 millas/seg.) en una dirección aproximadamente tangencial a la superficie terrestre. A 30 grados de latitud norte (p. ej., en algún lugar del sur de Texas), el giro de la Tierra contribuiría con unos 400 m/s a la velocidad tangencial, por lo que la velocidad real, en relación con la superficie terrestre en dicho punto de lanzamiento, sería de unos 10 800 m/s, si la carga se lanzó en una dirección aproximadamente tangencial, hacia el este; más cerca de los 11.200 m/s si fuera directamente hacia arriba.
La altura de la montaña tendrá un buen propósito para llevarlo a donde el aire es más delgado cuando sale de la pista; pero, de lo contrario, tiene insignificante qué tan rápido necesita ir.
El principal problema con esto es que 11 200 m/s, a 14 000 pies, es aproximadamente Mach 24; aproximadamente 13 veces la velocidad inicial de un rifle de alta potencia 30-06. Calentamiento, trituración, fusión, ablación y todo tipo de cosas malas ocurren a estas velocidades, incluso en el aire.
Se han realizado estudios sobre esto, para diseñar un lanzamiento asistido por energía terrestre. La idea es llevar la carga a una velocidad muy alta, pero no lo suficientemente alta como para triturarla o derretirla, y dejar que los motores de los cohetes tomen el control a partir de ahí. Creo que leí sobre una pista hipotética en algún lugar de las vastas tierras baldías de Texas.
La velocidad de escape no tiene nada que ver con la masa del cohete.
radio de la tierra
altura de la montaña
Una manera intuitiva de pensar en ello. Escapar de una ley del cuadrado inverso al infinito requiere energía (la energía cinética es este ejemplo) equivalente a la fuerza de la gravedad por el radio. Entonces, el número de ges que necesitarías es la relación entre la longitud de la pista dividida por el radio de la tierra. Tiene la complicación adicional de que debe curvarse desde la velocidad horizontal a la velocidad en un ángulo, y esto significa que también está tratando con fuerzas centrípetas durante la transición de la llanura a la montaña.
david z
Fortunato
david z
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