Velocidade orbital









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Uma órbita geoestacionária, demanda uma altitude de 35.786 km acima do equador e velocidade orbital de 3,07 km/s.


Velocidade orbital é a velocidade de um objeto em um ponto qualquer de sua órbita.[1]




Índice






  • 1 Definição formal


  • 2 Trajetórias radiais


  • 3 Outras fórmulas


  • 4 Órbitas terrestres


  • 5 Referências


  • 6 Ver também





Definição formal |


A velocidade orbital de um corpo, geralmente um planeta, um satélite, seja ele natural ou artificial ou uma estrela múltipla, é a velocidade com a qual ele orbita ao redor do baricentro de um sistema, geralmente ao redor de um corpo de maior massa.[2]


A velocidade orbital em qualquer posição da órbita pode ser calculada a partir da distância do corpo central àquela posição, e a energia orbital específica, que independe da posição: a energia cinética, é a energia total menos a energia potencial.


Para se calcular a velocidade orbital usa-se geralmente a seguinte equação:[3]


v=2(μr+ϵ){displaystyle v={sqrt {2left({mu over {r}}+{epsilon }right)}}}{displaystyle v={sqrt {2left({mu  over {r}}+{epsilon }right)}}}

em que:




  • v{displaystyle v,}{displaystyle v,} é a velocidade orbital que deve ser calculada


  • μ{displaystyle mu ,}mu, é o parâmetro gravitacional padrão


  • r{displaystyle r,}r, é a distância entre o corpo que orbita e o corpo que está sendo orbitado


  • ϵ{displaystyle epsilon ,}{displaystyle epsilon ,} é a energia orbital específica



Trajetórias radiais |


No caso de movimento radial:



  • Se a energia orbital específica é positiva, a energia cinética do corpo é maior que a sua energia potencial: Nesse caso, a órbita é "aberta", seguindo uma hipérbole com foco no outro corpo. Veja trajetória radial hiperbólica.

  • Para o caso de "energia zero", a energia cinética do corpo é exatamente igual à sua energia potencial: Nesse caso, a órbita é uma parábola com foco no outro corpo. Veja trajetória radial parabólica.

  • Se a energia orbital específica é negativa, a energia potencial do corpo é maior que a sua energia cinética: Nesse caso, a órbita é "fechada", seguindo uma elipse com um foco no outro corpo. Veja trajetória radial elíptica.



Outras fórmulas |


  • Para órbitas de pequena excentricidade:



vo≈aT{displaystyle v_{o}approx {2pi a over T}}{displaystyle v_{o}approx {2pi a over T}},

vo≈μa{displaystyle v_{o}approx {sqrt {mu over a}}}{displaystyle v_{o}approx {sqrt {mu  over a}}}


  • Considerando a massa do corpo em órbita

vo≈m22G(m1+m2)r{displaystyle v_{o}approx {sqrt {m_{2}^{2}G over (m_{1}+m_{2})r}}}{displaystyle v_{o}approx {sqrt {m_{2}^{2}G over (m_{1}+m_{2})r}}}

  • Quando a massa de um dos corpos é desprezível


vo≈GMr{displaystyle v_{o}approx {sqrt {frac {GM}{r}}}}{displaystyle v_{o}approx {sqrt {frac {GM}{r}}}}

ou

vo≈ve2{displaystyle v_{o}approx {frac {v_{e}}{sqrt {2}}}}{displaystyle v_{o}approx {frac {v_{e}}{sqrt {2}}}}


  • Para um objeto numa órbita excêntrica, com excentricidade e{displaystyle e,!}{displaystyle e,!}:[3]

vo=2πaT[1−14e2−364e4−5256e6−17516384e8−]{displaystyle v_{o}={frac {2pi a}{T}}left[1-{frac {1}{4}}e^{2}-{frac {3}{64}}e^{4}-{frac {5}{256}}e^{6}-{frac {175}{16384}}e^{8}-dots right]}{displaystyle v_{o}={frac {2pi a}{T}}left[1-{frac {1}{4}}e^{2}-{frac {3}{64}}e^{4}-{frac {5}{256}}e^{6}-{frac {175}{16384}}e^{8}-dots right]}


Órbitas terrestres |



















































Órbita
Distância
do centro ao centro

Altitude acima da
superfície da Terra
Velocidade orbital Período orbital
Energia orbital específica
Superfície da Terra (para comparação) 6.400 km 0 km 7,89 km/s 85 min -62,6 MJ/kg
Órbita terrestre baixa 6.600 a 8.400 km 200 a 2.000 km órbita circular: 7,8 a 6,9 km/s respectivamente
órbita elíptica: 8,2 a 6,5 km/s respectivamente
89 a 128 min -29,8 MJ/kg
Órbita Molniya 6.900 a 46.300 km 500 a 39.900 km 10,0 a 1,5 km/s respectivamente 11 h 58 min -4,7 MJ/kg
Órbita geoestacionária 42.000 km 35.786 km 3,1 km/s 23 h 56 min -4,6 MJ/kg
Órbita da Lua 363.000 a 406.000 km 357.000 a 399.000 km 1,08 a 0,97 km/s respectivamente 27,3 dias -0,5 MJ/kg


Referências




  1. Illingworth, Valerie (1994). The facts on file dictionary of astronomy (em inglês) 3 ed. New York: Facts on File. p. 317. ISBN 0-8160-3184-3 


  2. «Como funcionam os satélites». Ciência Show. Consultado em 15 de abril de 2013. 


  3. ab Stöcker, Horst; John W. Harris (1998). Handbook of Mathematics and Computational Science (em inglês). [S.l.]: Springer. p. 386. ISBN 0387947469. Consultado em 15 de abril de 2013.  A referência emprega parâmetros obsoletos |coautor= (ajuda)



Ver também |



  • Velocidade de escape

  • Orçamento de delta-v

  • Órbita de transferência de Hohmann

  • Transferência bi-elíptica

  • Rotação da Terra







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