Bạn đã bao giờ thắc mắc làm sao vệ tinh và phi thuyền không gian có thể bay quanh trái đất mà không rơi, trong khi chúng phải đạt tốc độ rất lớn để có thể rời khỏi hành tinh này? Để hiểu rõ hơn về việc này, chúng ta hãy tiến hành một thí nghiệm đơn giản.

Lực ly tâm và lực hướng tâm

Hãy thử buộc một vật nặng vào đầu dây, cầm chắc đầu kia dây và quay mạnh. Khi làm như vậy, bạn sẽ cảm nhận được một lực kéo căng ra các phía. Điều này chính là lực ly tâm. Trong khi đó, sợi dây giữ chặt vật nặng và bắt nó quay tròn, gọi là lực hướng tâm.

Dù lực ly tâm và lực hướng tâm tác động lên hai vật thể này có hướng trái ngược nhau, chúng lại cân bằng và tác động vào nhau. Điều tương tự cũng xảy ra khi vật nặng chuyển động tròn, bị tác động của lực hướng tâm.

Vượt qua lực hút trái đất

Lực hướng tâm cũng là một trong những yếu tố quan trọng khi vệ tinh và phi thuyền không gian bay. Khi chúng bay, sức hút của trái đất tạo ra lực hướng tâm. Nếu vệ tinh có tốc độ quá thấp, lực hướng tâm cần thiết để duy trì chuyển động tròn không đủ mạnh, và vệ tinh không chỉ bị kéo lại trái đất mà còn có nguy cơ rơi rớt.

Chỉ khi vệ tinh bay với tốc độ cực lớn, đến mức lực hướng tâm được dùng hoàn toàn để duy trì chuyển động tròn thì nó mới không rơi. Theo tính toán khoa học, để tránh hiện tượng này xảy ra, vệ tinh cần đạt tốc độ 7,9 km/giây và phải bay theo hướng ném văng ra khỏi mặt nước. Tốc độ này được gọi là “tốc độ vũ trụ 1”.

Tuy nhiên, ngay cả ở tốc độ này, vệ tinh vẫn phải đối mặt với lớp không khí mỏng bên ngoài trái đất. Do đó, chúng sẽ chuyển động chậm dần và cuối cùng rơi vào tầng khí quyển dày đặc, gây cọ xát và bốc cháy.

“Thoát ly” khỏi trái đất

Để vượt qua hiện tượng này và “thoát ly” khỏi trái đất, vệ tinh phải đạt tốc độ 11,2 km/giây. Khi đạt tốc độ này, vệ tinh sẽ trở thành vệ tinh nhân tạo. Tốc độ này còn được gọi là “tốc độ thoát ly” hoặc “tốc độ vũ trụ 2”.

Tuy nhiên, nếu chúng ta muốn vệ tinh bay tới các hành tinh khác, tốc độ cần đạt là 16,7 km/giây, hay “tốc độ vũ trụ 3”.

Qua đó, chúng ta có thể thấy rằng để bay khỏi trái đất, vệ tinh và phi thuyền không gian cần đạt tốc độ phù hợp để vượt qua lực hướng tâm do sức hút trái đất tạo ra.

Nếu bạn quan tâm đến đội hình chiến thuật trong trò chơi FO4, hãy truy cập FO4VN – Đội hình Chiến thuật FO4 – Tra cứu cầu thủ FO4 để tìm hiểu thêm.

Thông tin từ 10 vạn câu hỏi vì sao.