Fluchtgeschwindigkeit
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Die Fluchtgeschwindigkeit oder Entweichgeschwindigkeit (auch 2. kosmische Geschwindigkeit) ist die minimale Geschwindigkeit, die ein unbeschleunigtes Objekt benötigt, um das Gravitationsfeld eines Himmelskörpers verlassen zu können.
Wirft oder schießt man auf der Erde einen Gegenstand nach oben, so erreicht er eine bestimmte Höhe und fällt dann wieder auf die Erde zurück. Je höher die Anfangsgeschwindigkeit des Objekts ist, desto größer ist die erzielte Höhe. Dies gilt, solange die Anfangsgeschwindigkeit kleiner als die Fluchtgeschwindigkeit der Erde ist.
Schießt man ein Objekt mit mindestens der Fluchtgeschwindkeit nach oben, so reicht die Schwerkraft der Erde nicht aus, um das Objekt vollständig abzubremsen. Das Objekt entzieht sich der Gravitationskraft der Erde und wird sich für immer von der Erde entfernen.
Was für die Erde gilt, gilt auch für alle anderen Himmelskörper. Die Fluchtgeschwindigkeit von der Oberfläche der einzelnen Himmelskörper hängt dabei von deren Masse und ihrer Größe ab.
Einige Fluchtgeschwindigkeiten:
| Himmels- körper | Fluchtgeschwindigkeit am Äquator | |
|---|---|---|
| in km/s | in km/h | |
| Merkur | 4,3 | 15.480 |
| Venus | 10,2 | 36.720 |
| Erde | 11,2 | 40.320 |
| Mond | 2,3 | 8.280 |
| Mars | 5,0 | 18.000 |
| Jupiter | 59,6 | 214.560 |
| Saturn | 35,5 | 127.800 |
| Uranus | 21,3 | 76.680 |
| Neptun | 23,3 | 83.880 |
| Pluto | 1,1 | 3.960 |
| Sonne | 617,3 | 2.222.280 |
Um das Gravitationsfeld verlassen zu können, muss ein Objekt eine kinetische Energie besitzen, welche größer oder gleich der potenziellen Energie des Gravitationsfeldes ist. Für die Fluchtgeschwindigkeit <math>v</math> gilt also:
- <math>\frac{1}{2} mv^2 = \frac{GMm}{r}</math>
- <math>v = \sqrt{2GM \over r} </math>
wobei <math>G</math> die Gravitationskonstante, <math>M</math> die Masse des Planeten und <math>r</math> der Planetenradius bzw. der Abstand vom Mittelpunkt des Planeten sind.
Für Satelliten auf einer kreisförmigen Bahn gilt: Die Fluchtgeschwindigkeit ist <math>\sqrt{2}</math> mal so groß wie ihre Bahngeschwindigkeit.
Ein Spezialfall stellt ein schwarzes Loch dar: Hier ist die Fluchtgeschwindigkeit grösser als die Lichtgeschwindikeit c, welche nicht überschritten werden kann. Somit bleibt alles, was in den sogenannten Ereignishorizont gerät, für immer im schwarzen Loch.
