Velocidade orbital
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)}}}
em que:
v{displaystyle v,} é a velocidade orbital que deve ser calculada
μ{displaystyle mu ,} é o parâmetro gravitacional padrão
r{displaystyle r,} é a distância entre o corpo que orbita e o corpo que está sendo orbitado
ϵ{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≈2πaT{displaystyle v_{o}approx {2pi a over T}},- vo≈μa{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}}}
- Quando a massa de um dos corpos é desprezível
- vo≈GMr{displaystyle v_{o}approx {sqrt {frac {GM}{r}}}}
- ou
- vo≈ve2{displaystyle v_{o}approx {frac {v_{e}}{sqrt {2}}}}
- Para um objeto numa órbita excêntrica, com excentricidade 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]}
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
↑ 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
↑ «Como funcionam os satélites». Ciência Show. Consultado em 15 de abril de 2013.
↑ 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