Domanda:
Quali velocità massime ci si può aspettare dai meteoriti?
SF.
2013-07-17 22:05:33 UTC
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Sì, lo so, c è il limite, ma diciamo di voler costruire un rifugio che sia a prova di urto con meterorite, sulla Luna, o qualche asteroide o ovunque senza atmosfera . Possiamo individuare qualsiasi cosa più grande, diciamo, di 10 cm abbastanza presto da distruggerla o deviarla con armi remote, ma qualsiasi cosa più piccola di quella passerà e lo scudo deve reggere. $ Massa = 1 {dm} ^ 3 * 2 g / {cm} ^ 3 $ (densità media degli asteroidi), $ E = 0,5 mv ^ 2 $. Sappiamo come convertire l'energia in spessore dello scudo, ma abbiamo ancora bisogno del v.

Quali sono le velocità ragionevoli previste per i meteoriti "veloci"?

Cinque risposte:
#1
+21
AlanSE
2013-07-17 23:04:22 UTC
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Continuavo a chiedermi da dove provenisse questo massimo di 72 km / s, e l'ho capito! Questo è il calcolo:

30 km/s + (30√2) km/s = 72 km/s

Perché? In primo luogo, è ovvio che la Terra viaggia a 30 km / s nella sua orbita. Ma da quali possibili direzioni può colpire l'asteroide? L'approccio più logico è colpirlo spostandosi nella direzione esattamente opposta. Ciò significa che chiediamo un asteroide in un'orbita retrograda. Normalmente questo non accadrà per le orbite nel sistema solare interno intorno al sole, ma proviene dalla nube di Ort o da qualche parte lontano.

L'idea è che un oggetto molto dal sole viene disturbato e inizia un'orbita fortemente ellittica. Questi possono essere retrogradi. Dovrebbe anche intersecarsi con la nostra orbita nel punto più vicino al sole (questo è il motivo per cui sommiamo le due velocità).

L'energia cinetica di un corpo in un'orbita circolare è la metà del suo potenziale gravitazionale energia. Poiché il punto più lontano dell'orbita dell'oggetto (formalmente una cometa penso) è quasi infinito, ciò significa che la sua energia cinetica all'avvicinamento ravvicinato sarà esattamente uguale alla sua energia potenziale a 1 UA. Ciò significa che la sua energia cinetica specifica (solo 1/2 v ^ 2) sarà il doppio di quella della Terra. Ciò significa che viaggerà alla radice quadrata di 2 volte più veloce della Terra.

Ovviamente questo sarebbe raro, ma il principio è che qualsiasi cosa che si muove più velocemente di questa quando colpisce l'atmosfera proviene ovviamente da qualche parte al di fuori il nostro sistema solare. Questa è la mia breve illustrazione del concetto. La terra è verde, il sole è giallo e l'oggetto è grigio.

object hit

Solo per completezza: la radice quadrata di 2 volte la velocità circolare è semplicemente la velocità di fuga, che è la velocità ovunque in un'orbita parabolica. E infatti, un'orbita parabolica è fondamentalmente un'orbita ellittica, con il suo punto lontano all'infinito.
IIRC, alcune comete possono viaggiare a una velocità superiore a 600 km / s quando si avvicinano al Sole.
@coleopterist Sì, ma non possono diventare una meteora a meno che non entrino nell'orbita terrestre. Quelle comete che sfiorano il sole passano sul percorso della Terra alla stessa velocità di 30 x sqrt (2), ma si muoveranno perpendicolarmente, quindi colpiranno l'atmosfera terrestre solo a 52 km / s.
Oppure potresti semplicemente capire che la velocità di fuga dal sistema solare (= la velocità di un oggetto che arriva dall'infinito) sull'orbita della Terra è di 42 km / s.
#2
+6
Undo
2013-07-17 22:39:15 UTC
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Secondo l ' American Meteor Society, i meteoriti di solito colpiscono l'atmosfera terrestre a circa 160.000 mph.

Le meteoriti entrano nell'atmosfera a velocità comprese tra 11 km / sec (25.000 mph), a 72 km / sec (160.000 mph!) ...

La cifra superiore 70 ~ ish viene ripetuta anche in questo answer.com answer.

Perché un intervallo così ampio, tra 25k e 160k MPH?

L'ampio intervallo di velocità dei meteoroidi è in parte causato dal fatto che la Terra stessa sta viaggiando a circa 30 km / sec (67.000 mph).

Inoltre, recentemente c'è stato un meteorite da due a quattro metri che colpito sulla California che è stato calcolato intorno a 64k MPH.

i ricercatori hanno calcolato che l'oggetto genitore del meteorite di Sutter's Mill è entrato nell'atmosfera a 28,6 chilometri al secondo (64.000 mph).

#3
+2
user29
2013-07-17 22:20:28 UTC
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L '"American Meteor Society" afferma che i meteoriti tipicamente entrano nell'atmosfera terrestre a 11 - 72 km / s. Questo non viene citato, ma dopo aver cercato su Google è una cifra che si ripete spesso.

#4
+1
MikeS
2017-04-20 01:55:21 UTC
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La mia comprensione dalla fisica di base è che quando si calcolano i requisiti per la velocità di fuga dall'attrazione gravitazionale di un corpo, la matematica è anche in grado di indicare la massima velocità accumulata possibile a causa dell'attrazione di quella gravità verso un oggetto. In altre parole, mentre la velocità di fuga calcola ciò che deve necessariamente contrastare la forza gravitazionale del corpo, la velocità di impatto terminale è la somma della forza gravitazionale di quel corpo mentre si accumula nel corso dell'accelerazione del corpo più piccolo dalle estremità orbitali più lontane e si immerge nel corpo come un oggetto che impatta. Per il nostro sistema solare, stiamo parlando della forza di attrazione tra la massa del Sole, la massa massima prevista del corpo che impatta, più qualsiasi componente di altri corpi del sistema solare (cioè Giove, Terra) può essere calcolato per avere una spinta netta di aumento corpo. Questi ultimi sono probabilmente trascurabili rispetto all'attrazione del Sole nei punti più lontani possibili. Per gli asteroidi, il limite superiore è chiaramente molto più piccolo delle dimensioni del pianeta. Possiamo quindi calcolare una velocità terminale massima dovuta alla gravità, all'impatto, e questo funziona a circa 160.000 mph. Un altro poster non era corretto nel descrivere il valore più alto all'interno di un intervallo dicendo che le velocità sono "solitamente" così alte. Non lo sono affatto. In effetti, 64.000 mph è la velocità più alta che abbiamo misurato direttamente da un asteroide / meteorite finora, nella nostra era contemporanea di viaggi spaziali e astronomia moderna. Quello era il meteorite di Sutter's Mill che è stato visto negli Stati Uniti occidentali il 1 ° novembre 2016. La velocità di impatto più veloce possibile è fortunatamente vista così raramente sulla Terra che probabilmente non si è mai verificata nell'intera storia dell'esistenza umana. È un limite superiore, un massimo teorico. Devo notare che devono essere prese in considerazione anche le comete, non solo gli asteroidi. O uno può diventare un meteorite impattante, ei calcoli che ho visto sono da quella prospettiva: qual è la velocità massima di impatto che potremmo vedere da un oggetto nel Sistema Solare? Un oggetto può cambiare la sua traiettoria attraverso un incontro con Giove, ma ciò non causerà più accelerazione di quella che la gravità del Sole è in grado di esercitare su oggetti molto più distanti che alla fine si immergono come proiettili cosmici.

C'è ancora la questione della velocità iniziale alla quale il meteorite viaggia attraverso lo spazio interstellare prima di entrare nel pozzo gravitazionale del Sole. Questi sarebbero estremamente rari poiché la maggior parte dei meteoriti provengono dall'interno del sistema solare, ma non impossibile.
La formula che ho visto considera solo gli oggetti del sistema solare, piuttosto che gli oggetti interstellari. C'è il potenziale per un oggetto interstellare di finire con una velocità maggiore. Meno male che tali collisioni sono estremamente rare! :-)
Le fonti che ho studiato dicono che più del 99% di tutti i meteoriti coinvolge impatti di asteroidi. Ciò lascia meno dell'1% di comete, anche se ritengo che le prove che circondano Tunguska favoriscano un'interpretazione cometa di quell'evento del 1908. Un articolo è stato pubblicato non molti anni fa, notando le nuvole nottilucenti associate all'evento di Tunguska come prova di una composizione ghiacciata più coerente con una spiegazione cometa. Immagino che la percentuale di oggetti impattanti di origine interstellare sia trascurabilmente piccola, o non possa ancora essere determinata. :-)
#5
+1
user22563
2018-01-19 02:30:45 UTC
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Chiaramente, la risposta deve essere una distribuzione di probabilità. La distribuzione effettiva dovrebbe necessariamente "codificare" la storia passata della galassia, delle galassie vicine, ecc. Poiché un oggetto in rapido movimento ha una traiettoria più lunga, ha una maggiore probabilità di colpire qualcosa. Di conseguenza, gli oggetti che si muovono più velocemente e con percorso più lungo entreranno in collisione prima e verranno eliminati dal sistema prima, lasciando oggetti più lenti. Pertanto, la distribuzione di probabilità del numero di oggetti rispetto alla velocità si sposterà nel tempo verso oggetti più lenti. Ma, ancora una volta, è una distribuzione di probabilità, quindi c'è qualche possibilità che un oggetto in movimento molto veloce rimanga dai giorni precedenti, o uno che è stato colpito con la fionda in un modo meno probabile.

s / galassia / sistema stellare /, sì? Le galassie vicine non possono influenzare le orbite meteroidi in alcun modo significativo, per non parlare dei corpi che contribuiscono.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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