Конгер Д.
Физика для разработчиков компьютерных игр
стр. 459

Я понимаю, что это очень упрощенный пример. Но он позволяет проиллюстрировать концепцию орбиты. С точки зрения физики, объекты удерживаются на орбитах вокруг планет или звезд, если действующая на эти объекты центростремительная сила тяготения уравновешивается тангенциальной силой, под воздействием которой объекты движутся по орбитам.

Чтобы выйти на орбиту, ракета должна совершить определенную работу. Здесь работа - это не работа в обычном, повседневном значении этого слова. Термин «работа» в физике имеет особое значение. Он обозначает энергию, которую нужно затратить, чтобы изменить состояние физической системы. Вот пример, иллюстрирующий концепцию работы.

Представьте себе, что вы стоите в чистом поле и подбрасываете мяч вертикально вверх. Заставляя мяч двигаться вверх, вы тратите определенное количество энергии или, что то же самое, совершаете определенную работу. Когда брошенный мяч поднимается вверх, его кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная - растет. Чтобы понять, что такое потенциальная энергия, продолжайте смотреть на мяч, пока он летит. Когда он прекратит подниматься, его потенциальная энергия будет максимальной - он затратит ее, упав вниз и ударив вас по голове.

Приблизительно так же работают все системы, в которых действует гравитация. В гравитационном поле необходимо затрачивать энергию, чтобы поднимать объект. Потенциальная энергия объекта будет нарастать по мере подъема. Она будет высвобождаться, когда объект будет падать вниз. Точнее говоря, потенциальная энергия будет превращаться в кинетическую. Количество кинетической энергии будет равно количеству работы, совершенной при подъеме объекта. Соответственно, мы можем записать:

Эти формулы говорят нам, что потенциальная энергия, которую приобретет объект при подъеме, равна работе, затраченной на его подъем. Чем выше мы поднимем объект, тем большую работу мы совершим, и тем больше будет накопленная потенциальная энергия. Кроме того, формулы показывают нам, что общее изменение энергии системы равно 0, то есть с увеличением потенциальной энергии кинетическая энергия будет уменьшаться. Люди знают это из повседневного опыта. Мы все видели, что подброшенный мяч будет замедлять свой подъем. Это значит, что его кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная - растет. Когда мяч начнет падать, кинетическая энергия начнет расти, а потенциальная - падать. При столкновении с землей кинетическая энергия будет максимальной, а потенциальная - нулевой.

Работу, которую нужно совершить для поднятия объекта, например, ракеты, на заданную высоту, можно найти по такой формуле:



Новости
Аниме-трейлер Heroes of the Storm посвящён механическим обликам героев
Blizzard выпустила обещанные вместе с появлением в Heroes of the Storm огнемётчика Блэйза новые легендарные механизированные облики нескольких героев: Тираэля, Регара, Абатура и Дехаки.
45-минутная запись геймплея Metal Gear Survive
Японское подразделение IGN представило публике 45-минутную запись геймплея Metal Gear Survive – последней части знаменитой серии, а также первой, в создании которой не принимал участие Хидео Кодзима.