velocidad de escape terrestre?

[tagenata]

VELOCIDAD DE ESCAPE

Es sabido que se necesita una "velocidad de escape" para poder dejar atrás la gravedad de la Tierra y que esta velocidad es aprox. de 40.000 km/h. Así lo hacen los transbordadores espaciales.

¿que leyes físicas impiden a un cohete que asciende con una velocidad constante (de por ejemplo 50 km/h) en sentido vertical, con combustible suficiente para mantener esa velocidad el tiempo que fuese necesario, abandonar la órbita terrestre?

[skizo]

Te invito a que le heches un vistazo a esto:

Velocidad de escape

Saludos!

[Manueleón Clavileño]

Hola Tagenata, bienvenid@

No soy experto en la materia y otros habrán que respondan mejor que yo.

Efectivamente la velocidad de escape de la Tierra es 11200 m/s (= 40.320 km/h)

La razón parece sencilla. Cuando nos movemos en horizontal (a 50 km/h) es suficiente con vencer las fuerzas de resistencia (rodadura, aire, roce mecánico del vehículo)

Cuando subimos en vertical hay que vencer, además, la fuerza de la gravedad que tira para "abajo". Esta fuerza es la que frena la nave. Aunque disminuye con el cuadrado de la distancia, el campo gravitatorio es tan grande que vuelve a caer.

Para vencer esta fuerza hay dos maneras:
1) dar un impulso tan grande que se alcance la velocidad de escape.

2) Aportar continuamente energía suficiente para vencer la F de la gravedad hasta salir del campo gravitatorio (La tira de la tira de energía) que a su vez tendríamos que llevar a cuestas.

Espero que me entendáis y perdón por las "incorrecciones físicas"

[vdaltares]

Hay que tener en cuenta que si un cohete llevara una velociada constante de 50Km/h sería muy dificil mantener "derecho" y en el vector correcto a la nave, pues está expuesta a fuerzas, como la del viento, que erraría su trayectoria, ademas hay que jugar con la inercia que desencadena el cohete con un impulso fuerte, despues de este primer impulso como a medida que ascendemos disminuye la fuerza de gravedad vamos necesitando menos fuerza impulsora, que sumado a la propia inercia que mantiene el cohete lo mantiene en el vector de ascenso correcto. Este tirón nos permite ahorrar más combustible y estar menos tiempo expuesto a riegos atmosféricos.

[tagenata]

Gracias a todos por vuestro interés, no he podido responder antes porque un virus me dejó fuera de juego.

Todavía no tengo mi duda resuelta. Es relativamente fácil calcular la velocidad que es necesario aplicar a un cuerpo justo en la superficie de la tierra para que consiga superar la atracción de la tierra antes de que se le "termine" esa velocidad ascendente (frenado por la atracción de la gravedad), pero ¿exíste alguna ley física que impida a un cohete con combustible interminable ascender continuamente, separándose de la tierra ya sea de forma vertical u oblicua, avandonar la atracción de la gravedad a una velocidad de por ej. 50km/hora?

(No sé si tiene algo que ver con lo siguiente: cuando el cohete llega a una altura determinada se termina la atmósfera, pero no la atracción de la gravedad, por lo que para poder seguir ascendiendo en el vacío, el cohete tendría que haber conseguido una velocidad suficiente mientras se encontraba dentro de la atmósfera)

[Manueleón Clavileño]

Creo que tu planteamiento teórico de un cohete que se impulse ilimitadamente  puede abandonar la Tierra a esa velocidad, siempre que la fuerza de impulso sea siempre mayor que la gravedad en ese punto.
Creo que no se incumple ninguna ley física.

Otra cosa es que eso sea posible, lee el punto 2 de mi anterior respuesta.
Se necesitaría una enorme cantidad de energía para abandonar el campo gravitatorio, aunque al disminuir la F de la gravedad cada vez sería necesaria una fuerza impulsora menor.

Pero que los físicos hablen.

[vdaltares]

Aja, ahora ya entiendo por donde van los tiros. Sí yo tambien creo que no zse incumple ninguna ley física, sin embargo hay que saber que escapar de la atmósfera así es casi imposible debido a que el combustible debería ser ilimitado, también estaría el cohete sujeto, como he dicho antes, a continuas  y complicadas correcciones de trayectoria hasta que saliera al vacío. Pero creo que teoricamente podría escapar.
Estaría bien que algún físico o ingeniero aeronautico nos diera una explicación más correcta, seguro que tiene una respuesta respuesta sencilla que se nos escapa.
Saludos

[Manueleón Clavileño]

¿Podría, un Nadal clónico,sacar a raquetazos una pelota de tenis de la Tierra?
Del primer raquetazo a 100 m de altura; y allí su clon de otro golpe a 125 m más y así sucesivamente hasta llegar al confín del campo gravitatorio...
Yo creo que sí podría ¡pero cuántos clones se necesitarían para ello?
Al principio con la atmósfera la pelota se frenaría con el rozamiento del aire, disminuyendo con la altura. Después en el vacío sólo haría falta vencer lafuerza de atracción de la Tierra.
En este hipotético problema no importan: si Nadal es uno o clónico; ni dónde se apoya; ni cómo respira o si la pelota explota al llegar al vacío. Lo fundamental será saber cuántos golpes sucesivos son necesarios para lanzar la pelota a las estrellas.

[Alexis]

pero ¿exíste alguna ley física que impida a un cohete con combustible interminable ascender continuamente, separándose de la tierra ya sea de forma vertical u oblicua, avandonar la atracción de la gravedad a una velocidad de por ej. 50km/hora?

No hay ninguna ley fisica que impida que una fuerza X proporcione una aceleración superior a la gravedad, Este cuerpo con una aceleración constante puede llegar hasta donde le alcance el combustible que le proporciona esa fuerza. Despues caera a la tierra (o a algún otro cuero masivo) irremediablemente... este a la altura que esté. La fuerza de gravedad, por definición es infinta, eso si disminuye en relación inversa al cuadrado del radio.

No se si lo que pretendes es que ese cohete salga de la Tierra , en cuyo caso deberias alcanzar la velocidad de escape (11,2Km/seg) y entraria en una orbita parabolica (orbita abierta) y no lo volveriamos a ver.

Otra cosa es que ese cohete se desee poner en una órbita terrestre (es decir que no "se escape" a una cierta altura. Por ejemplo, tu quieres poner un satelite en orbita a 500 km. de altura. Si lo llevas hasta esos 500 km. como tu dices, lo puedes hacer, pero te recuerdo que un F-1 gasta 90 litros/100Km y no pasan de 300Km/h y apenas pesan 500 Kg. y la accion de la gravedad no es ni con mucho la que se sufre en una ascensión radial. Después tienes que mantenerlo en órbita.... ¡tu me diras...! .

La clave esta en que cuando el satelite llegue a esos 500 km. y gire perpendiculrmente a su direccion para coger la orbita, tiene que entrar con una velocidad inicial lo mas exacta posible a la teorica, para que orbite circularmente.

En el ejemplo anterior, el cohete queremos ponerlo en orbita circular a 500 km. de altura (D=R+h=6378+500=6878Km desde el centro de la tierra). Para esa altura calculamos la velocidad circular =1ªvelocidad cosmica*Raiz(R/(R+h)= 7,91*raiz(6378/6878)=7,61Km/seg. Ya sabemos que si el cohete entra en la orbita con esa velocidad inicial, permanecera en orbita circular a 500 Km de la superficie de la Tierra. Si no conseguimos esa velocidad el cohete caera a la tierra. Si es mayor orbitara en forma eliptica, y si es muy superior (mas de 11.2 km/seg) entrara en la orbita parabolica y se nos perderá de vista.

[tagenata]

La velocidad de escape es la velocidad mínima que se le tiene que aplicar a un cuerpo en la superficie de la tierra para que consiga librarse de la atracción de la grabedad en su ascenso vertical, si no existe empuje posterior. Pero si aplicamos un empuje vertical superior a la atracción de la grabedad en cada punto de forma continuada, conseguiríamos que un cuerpo ascendiese lentamente hasta que avandonase la tierra (en el caso de un cohete, con un consumo de combustible desorbitado)

[pedialum]

Bién, yo creo que es factible ( otra cosa es que sea energéticamente costosa). Imaginad un avión que despega verticalmente, ( con suficiente reserva de combustible), puede ir elevándose progresivamente a velocidad costante, y a una determinada altura, su velocidad rebasará a la velocidad de escape a esa altura, con lo cual ya yo regresará a la Tierra, ya podría apagar los motores que con la velocidad residual alcanzaría el infinito con velocidad cero ( definición de velocidad de escape). ? Estais de acuerdo ¿