Πιθανές ταχύτητες

Η ταχύτητα ενός αντικειμένου είναι ο ρυθμός μεταβολής της θέσης του αντικειμένου σε σχέση με το πλαίσιο αναφοράς  και είναι συνάρτηση του χρόνου. Η ταχύτητα αντιστοιχεί σε έναν δείκτη της ταχύτητας και της κατεύθυνσης κίνησης ενός αντικειμένου (π.χ. 70 km/h βόρεια). Η ταχύτητα είναι μια βασική έννοια της κινηματικής και είναι ένα πεδίο της κλασικής μηχανικής που εξηγεί την κίνηση των αντικειμένων.

Η ταχύτητα είναι ένα φυσικό διανυσματικό μέγεθος. Για να το ορίσουμε, χρειαζόμαστε και μέγεθος και προσανατολισμό. Η απόλυτη κλιμακωτή  τιμή (μέγεθος) της ταχύτητας ονομάζεται ταχύτητα και είναι μια συνεκτική παράγωγη μονάδα της οποίας το μέγεθος μετράται στο  SI (μετρικό σύστημα) ως μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s ή m·s–1).

Ταχύτητα και ταχύτητα:

Η ταχύτητα και η ταχύτητα μπορεί να είναι λίγο μπερδεμένες για τους περισσότερους από εμάς. Τώρα, η διαφορά μεταξύ ταχύτητας και ταχύτητας είναι ότι η ταχύτητα μας λέει πόσο γρήγορα κινείται ένα αντικείμενο, ενώ η ταχύτητα μας δίνει όχι μόνο αυτήν την ταχύτητα αλλά και την κατεύθυνση προς την οποία κινείται το σώμα. Η ταχύτητα μπορεί να οριστεί ως συνάρτηση της διανυθείσας απόστασης, αλλά η ταχύτητα είναι συνάρτηση της μετατόπισης. Η στιγμιαία ταχύτητα είναι η ταχύτητα ενός αντικειμένου σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή.

Σταθερή ταχύτητα:

Για να έχουμε σταθερή ταχύτητα, το αντικείμενο πρέπει να έχει σταθερή ταχύτητα προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Μια σταθερή  κατεύθυνση κινεί ένα αντικείμενο  σε ευθεία γραμμή, επομένως μια σταθερή ταχύτητα σημαίνει  μια γραμμική κίνηση με σταθερή ταχύτητα.

Μέση ταχύτητα:

Η μέση ταχύτητα του αντικειμένου είναι η συνολική αποδιάρθρωση διαιρούμενη με τον συνολικό χρόνο που απαιτείται. Με άλλα λόγια, είναι η ταχύτητα με την οποία ένα αντικείμενο μετακινείται από το ένα μέρος στο άλλο. Αυτό είναι το διανυσματικό μέγεθος. Η μονάδα SI είναι μέτρα / δευτερόλεπτο. Ωστόσο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε μονάδα απόστασης ανά ώρα, εάν θέλετε. Μίλια ανά ώρα (μίλια/ώρα) ή χιλιόμετρα ανά ώρα (χλμ/ώρα).

Τύπος μέσης ταχύτητας: 

Μέση ταχύτητα =(αλλαγή θέσης) / (αλλαγή χρόνου) 

Σχετική ταχύτητα:

Η σχετική ταχύτητα είναι ένα μέτρο της ταχύτητας μεταξύ δύο αντικειμένων  που προσδιορίζεται σε ένα μόνο σύστημα συντεταγμένων. Οι σχετικές ταχύτητες είναι θεμελιώδεις τόσο στην κλασική όσο και στη σύγχρονη φυσική, καθώς πολλά συστήματα στη φυσική ασχολούνται με τη σχετική κίνηση δύο ή περισσότερων σωματιδίων. Στη Νευτώνεια μηχανική, η σχετική ταχύτητα δεν εξαρτάται από το επιλεγμένο αδρανειακό σύστημα αναφοράς. Αυτό δεν ισχύει πλέον  με την ειδική σχετικότητα, όπου η ταχύτητα εξαρτάται από την επιλογή του πλαισίου αναφοράς.

Ταχύτητα RMS:

Η ταχύτητα RMS είναι η τετραγωνική ρίζα του μέσου τετραγώνου της ταχύτητας μεμονωμένων μορίων αερίου. Η μέση τετραγωνική ταχύτητα ρίζας είναι η ταχύτητα ενός κύματος που διέρχεται από ένα υπόγειο στρώμα με διάφορες ταχύτητες διαστήματος κατά μήκος μιας συγκεκριμένης διαδρομής ακτίνων, συνήθως  μερικά τοις εκατό υψηλότερη από τη μέση ταχύτητα. Όταν η μετατόπιση πηγής και δέκτη πλησιάζει το μηδέν και οι τομές είναι οριζόντιες και ισότροπες, η ταχύτητα στοίβας και η ταχύτητα RMS είναι ίσες.

Μέση τετραγωνική ταχύτητα ρίζας =√(3RT/M) 

Πιθανή ταχύτητα:

Η πραγματική θερμοκρασία ενός αντικειμένου είναι μια προσέγγιση της θερμοκρασίας του αερίου συστατικού στο «εξωτερικό άκρο» της ατμόσφαιρας. Αυτή η θερμοκρασία καθορίζει την πιο πιθανή ταχύτητα κάθε συστατικού εντός αυτού του εύρους, όπως δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση:

VM =(2kT/MmH)1/2 

Πού,

VM =η πιο πιθανή ταχύτητα ενός μορίου βάρους M 

K =σταθερά Boltzmann (1,38 x 1023 J deg-1) 

T =Πραγματική θερμοκρασία 

M =Μοριακό βάρος συγκεκριμένου είδους αερίου 

mH =Μάζα  ατόμου υδρογόνου (1,67 x 1027 kg)

Σημειώστε ότι τα βαρύτερα μόρια, όπως το μοριακό βάρος 44 του CO2, έχουν ταχύτητες που μπορεί να είναι πολύ χαμηλότερες από το υδρογόνο με μοριακό βάρος 1 ή το ήλιο με μοριακό βάρος 4. Αυτό σημαίνει ότι σε ορισμένους πλανήτες με ορισμένες βαρυτικές επιταχύνσεις και ταχύτητες διαφυγής, τα μόρια φωτός είναι είναι πιο πιθανό να υπερβεί την ταχύτητα διαφυγής και να εγκαταλείψει την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Όσο πιο κοντά είναι η πιο πιθανή ταχύτητα στην ταχύτητα διαφυγής, τόσο υψηλότερο  είναι το ποσοστό των μορίων που μπορούν να διαφύγουν από τον πλανήτη.

Συμπέρασμα:

Σε μια πρόσφατη μελέτη, το οξυγόνο και το υδρογόνο της ατομικής ενέργειας του Ilorin χρησιμοποιούνται για τα μετεωρολογικά δεδομένα μέσης μηνιαίας ελάχιστης και μέγιστης θερμοκρασίας που λαμβάνονται από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πρόγνωσης Καιρού Μεσαίου Εύρους (ECMWF) για 38 χρόνια (1979-2016). Οι τιμές μέσης ταχύτητας και πιθανότατης ταχύτητας για αυτά τα άτομα συγκρίθηκαν με τις τιμές ταχύτητας διαφυγής. Με βάση τις μέσες ταχύτητες και τις πιο πιθανές ταχύτητες ατομικού οξυγόνου και υδρογόνου που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια της μελέτης, μπορεί να συναχθεί ότι αυτά τα άτομα  είναι μικρότερα από την ταχύτητα διαφυγής και επομένως δεν μπορούν να διαφύγουν από το βαρυτικό πεδίο.