Гравитационный колодец
Гравитационный колодец — концепция рассмотрения гравитационного поля небесных тел, интерпретация графика их гравитационного потенциала: чем массивнее тело, тем глубже и больше порождаемый им гравитационный колодец.
Так, Солнце, как самый массивный объект Солнечной системы, порождает в ней самый большой и глубокий колодец. Центр гравитационного колодца, порождаемого телом, совпадает с его центром масс и рассматривается, как его «дно», а процесс высвобождения из гравитационного поля тела — как «вылезание из гравитационного колодца». Чем глубже гравитационный колодец, тем больше энергии требуется, чтобы из него выбраться. Для покидания гравитационного колодца какого-либо тела, надо достичь относительно него второй космической скорости.
В астрофизике гравитационный колодец имеет конкретный смысл поля гравитационного потенциала вокруг массивного тела. Среди других типов потенциальных колодцев рассматриваются электрический и магнитный потенциальные колодцы. Иногда физические модели гравитационных колодцев используются для иллюстраций в небесной механике[1].
Детали[править | править код]
Гравитационный потенциал сферически симметричного тела массы M вне этого тела задаётся формулой
- где G — гравитационная постоянная.
График этой функции на двумерной плоскости (гиперболоид) показан справа, с дополнением графиком потенциала внутри тела постоянной плотности, хотя эта часть графика и бессмысленна, поскольку орбита не может пересекать тело.
В культуре[править | править код]
Искусственные гравитационные колодцы являются частым элементом антуража во вселенной «Звёздных войн»[2].
Примечания[править | править код]
- ↑ INTRODUCTION TO GRAVITY-WELL MODELS OF CELESTIAL OBJECTS Архивная копия от 4 февраля 2020 на Wayback Machine (Keith J. Mirenberg) (англ.)
- ↑ Гравитационный колодец Архивная копия от 26 мая 2021 на Wayback Machine в Вукипедии
Литература[править | править код]
- Vladimirov, V. S. (1971), Equations of mathematical physics, Translated from the Russian by Audrey Littlewood. Edited by Alan Jeffrey. Pure and Applied Mathematics, vol. 3, New York: Marcel Dekker Inc., MR 0268497.
- Wang, W. X. (1988). "The potential for a homogeneous spheroid in a spheroidal coordinate system. I. At an exterior point". J. Phys. A: Math. Gen. 21 (22): 4245-4250. Bibcode:1988JPhA...21.4245W. doi:10.1088/0305-4470/21/22/026.
- Milon, T. (1990). "A note on the potential of a homogenous ellipsoid in ellipsoidal coordinates". J. Phys. A: Math. Gen. 23 (4): 581—584. doi:10.1088/0305-4470/23/4/027.
- Rastall, Peter. Postprincipia: Gravitation for Physicists and Astronomers. — World Scientific, 1991. — P. 7ff. — ISBN 981-02-0778-6.
- Conway, John T. (2000). "Exact solutions for the gravitational potential of a family of heterogeneous spheroids". Mon. Not. R. Astron. Soc. 316 (3): 555—558. Bibcode:2000MNRAS.316..555C. doi:10.1046/j.1365-8711.2000.03524.x.
- Cohl, H. S.; Tohline, J. E.; Rau, A. R. P. (2000). "Developments in determining the grativational potential using toroidal functions". Astron. Nachr. 321 (5/6): 363—372. Bibcode:2000AN....321..363C. doi:10.1002/1521-3994(200012)321:5/6<363::AID-ASNA363>3.0.CO;2-X.
- Thornton, Stephen T.; Marion, Jerry B. (2003), Classical Dynamics of Particles and Systems (5th ed.), Brooks Cole, ISBN 978-0-534-40896-1.
- Fukushima, Toshio (2014). "Prolate spheroidal harmonic expansion of gravitational field". Astrophys. J. 147 (6): 152. Bibcode:2014AJ....147..152F. doi:10.1088/0004-6256/147/6/152.
Ссылки[править | править код]
- Наглядное изображение гравитационных колодцев Солнечной системы (англ.), русскоязычная версия
- Zhu, Lupeia Gravity and Earth's Density Structure. EAS-437 Earth Dynamics. Saint Louis University (1988). Дата обращения: 25 марта 2009.
- Charles D. Ghilani. The Gravity Field of the Earth. Penn State Surveying Engineering Program (28 ноября 2006). Дата обращения: 25 марта 2009. Архивировано из оригинала 18 июля 2011 года.
