Pregunta:
¿Qué velocidades máximas se pueden esperar de los meteoritos?
SF.
2013-07-17 22:05:33 UTC
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Sí, lo sé, c es el límite, pero digamos que queremos construir un refugio que sea a prueba de impactos de meterorita, en la Luna, en algún asteroide o en cualquier lugar sin atmósfera. . Podemos detectar cualquier cosa más grande que, digamos, 10 cm lo suficientemente temprano como para destruirla o desviarla con armamento remoto, pero cualquier cosa más pequeña que eso pasará y el escudo debe aguantar. $ Mass = 1 {dm} ^ 3 * 2g / {cm} ^ 3 $ (densidad promedio de asteroides), $ E = 0.5mv ^ 2 $. Sabemos cómo convertir energía en espesor de escudo, pero todavía necesitamos v.

¿Cuáles son las velocidades esperadas razonables de los meteoritos "rápidos"?

Cinco respuestas:
#1
+21
AlanSE
2013-07-17 23:04:22 UTC
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Seguí preguntándome de dónde venía este máximo de 72 km / s, ¡y lo descubrí! Este es el cálculo:

30 km/s + (30√2) km/s = 72 km/s

¿Por qué? En primer lugar, es obvio que la Tierra viaja a 30 km / s en su órbita. Pero, ¿desde qué posibles direcciones puede impactar el asteroide? El enfoque más lógico es golpearlo en la dirección exactamente opuesta. Eso significa que exigimos un asteroide en órbita retrógrada. Normalmente esto no sucederá para las órbitas en el sistema solar interior alrededor del sol, pero esto vino de la nube Ort o de algún lugar lejano.

La idea es que un objeto muy del sol se perturba y comienza una órbita muy elíptica. Estos pueden ser retrógrados. También tendría que cruzarse con nuestra órbita en su punto más cercano al sol (por eso sumamos las dos velocidades).

La energía cinética de un cuerpo en una órbita circular es la mitad de su potencial gravitacional. energía. Dado que el punto lejano de la órbita del objeto (formalmente un cometa, creo) es casi infinito, eso significa que su energía cinética en el enfoque cercano será exactamente igual a su energía potencial en 1 AU. Eso significa que su energía cinética específica (solo 1/2 v ^ 2) será el doble que la de la Tierra. Eso significa que viajará a la raíz cuadrada de 2 veces más rápido que la Tierra.

Obviamente, esto sería raro, pero el principio es que cualquier cosa que se mueva más rápido que esto cuando golpea la atmósfera, obviamente proviene de algún lugar exterior. nuestro sistema solar. Esta es mi breve ilustración del concepto. La Tierra es verde, el sol es amarillo y el objeto es gris.

object hit

Solo para completar: la raíz cuadrada de 2 veces la velocidad circular es simplemente la velocidad de escape, que es la velocidad en todas partes en una órbita parabólica. Y, de hecho, una órbita parabólica es básicamente una órbita elíptica, con su punto lejano en el infinito.
IIRC, algunos cometas pueden viajar a más de 600 km / s cuando se acercan al Sol.
@coleopterist Sí, pero no pueden convertirse en meteoritos a menos que entren en la órbita de la Tierra. Los cometas que rozan el sol pasan por el camino de la Tierra a la misma velocidad de 30 x sqrt (2), pero se moverán perpendicularmente, por lo que solo golpean la atmósfera terrestre a 52 km / s.
O simplemente podría calcular que la velocidad de escape del sistema solar (= la velocidad de un objeto que llega desde el infinito) en la órbita de la Tierra es de 42 km / s.
#2
+6
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2013-07-17 22:39:15 UTC
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Según la Sociedad Estadounidense de Meteoritos, los meteoritos suelen golpear la atmósfera de la Tierra a unas 160.000 MPH.

Los meteoritos entran en la atmósfera a velocidades que oscilan entre 11 km / seg (25.000 mph), a 72 km / seg (160.000 mph!) ...

La cifra superior de 70 ~ ish también se repite en este answers.com answer.

¿Por qué un rango tan grande, entre 25k y 160k MPH?

El amplio rango en velocidades de meteoroides se debe en parte al hecho que la Tierra misma viaja a unos 30 km / seg (67.000 mph).

Además, recientemente hubo un meteorito de dos a cuatro metros que golpeó sobre California que se calculó en alrededor de 64k MPH.

Los investigadores han calculado que el objeto principal del meteorito Sutter's Mill entró en la atmósfera a 28,6 kilómetros por segundo (64,000 mph).

#3
+2
user29
2013-07-17 22:20:28 UTC
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La "Sociedad Estadounidense de Meteoros" afirma que los meteoritos suelen entrar en la atmósfera de la Tierra a 11 - 72 km / s. Esto no se cita, pero después de buscar en Google, es una cifra que se repite a menudo.

#4
+1
MikeS
2017-04-20 01:55:21 UTC
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Lo que tengo entendido de la física básica es que cuando calculas los requisitos para la velocidad de escape de la atracción gravitacional de un cuerpo, las matemáticas también pueden señalar la máxima velocidad acumulada posible debido a la atracción de esa gravedad hacia un objeto. En otras palabras, mientras que la velocidad de escape calcula lo que necesariamente debe contrarrestar la fuerza gravitacional del cuerpo, la velocidad de impacto terminal es la suma de la fuerza gravitacional de ese cuerpo a medida que se acumula en el curso de la aceleración del cuerpo más pequeño desde el orbital más lejano y se sumerge en el cuerpo como un objeto impactante. Para nuestro sistema solar, estamos hablando de la fuerza de atracción entre la masa del Sol, la masa máxima esperada del cuerpo impactante, más cualquier componente de otros cuerpos del sistema solar (es decir, Júpiter, la Tierra) que se pueda calcular para tener un impulso neto sobre eso. cuerpo. Estos últimos son probablemente insignificantes en comparación con el tirón del Sol a través de los alcances más lejanos posibles. Para los asteroides, el límite superior es claramente mucho más pequeño que el tamaño del planeta. Por lo tanto, podemos calcular una velocidad terminal máxima debido a la gravedad, en el momento del impacto, y esto equivale aproximadamente a 160.000 mph. Otro cartel se equivocó al describir el valor más alto dentro de un rango al decir que las velocidades son "generalmente" así de altas. No lo son, en absoluto. De hecho, 64,000 mph es la velocidad más alta que hemos medido directamente desde un asteroide / meteoro hasta ahora, en nuestra era contemporánea de viajes espaciales y astronomía moderna. Ese fue el meteorito Sutter's Mill que se vio en todo el oeste de los EE. UU. El 1 de noviembre de 2016. Afortunadamente, la velocidad de impacto más rápida posible se ve tan rara vez en la Tierra que probablemente nunca haya ocurrido en toda la historia de la existencia humana. Es un límite superior, un máximo teórico. Debo señalar que también se deben considerar los cometas, no solo los asteroides. Cualquiera de los dos puede convertirse en un meteorito impactante, y los cálculos que he visto son desde esa perspectiva: ¿cuál es la velocidad máxima de impacto que podríamos ver de un objeto en el Sistema Solar? Un objeto puede cambiar su trayectoria a través de un encuentro con Júpiter, pero eso no va a causar más aceleración de la que la gravedad del Sol puede ejercer sobre objetos mucho más distantes que eventualmente se sumergen como balas cósmicas.

Todavía queda la cuestión de la velocidad inicial a la que el meteorito viaja a través del espacio interestelar antes de entrar en el pozo de gravedad del Sol. Estos serían extremadamente raros ya que la mayoría de los meteoritos se originan dentro del sistema solar, pero no imposibles.
La fórmula que he visto solo considera los objetos del sistema solar, en lugar de los objetos interestelares. Existe ese potencial para que un objeto interestelar termine con una velocidad más alta. ¡Menos mal que estas colisiones son extremadamente raras! :-)
Las fuentes que estudié dicen que más del 99% de todos los meteoritos involucran impactos de asteroides. Esto deja menos del 1% como cometas, aunque creo que la evidencia que rodea a Tunguska favorece una interpretación cometaria de ese evento de 1908. No hace muchos años se publicó un artículo que señala las nubes noctilucentes asociadas con el evento de Tunguska como evidencia de una composición helada más consistente con una explicación cometaria. Supongo que el porcentaje de objetos impactantes de origen interestelar es insignificantemente pequeño o ni siquiera se puede determinar todavía. :-)
#5
+1
user22563
2018-01-19 02:30:45 UTC
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Claramente, la respuesta tiene que ser una distribución de probabilidad. La distribución real "codificaría" necesariamente la historia pasada de la galaxia, galaxias vecinas, etc. Dado que un objeto que se mueve rápidamente tiene una trayectoria más larga, tiene una mayor probabilidad de golpear algo. En consecuencia, los objetos que se mueven más rápido y con trayectorias más largas chocarán antes y serán eliminados del sistema antes, dejando objetos más lentos. Por lo tanto, la distribución de probabilidad del número de objetos frente a la velocidad cambiará con el tiempo hacia objetos más lentos. Pero, de nuevo, es una distribución de probabilidad, por lo que existe la posibilidad de que quede un objeto que se mueva muy rápido de días anteriores, o uno que fue lanzado con una honda de alguna manera menos probable.

s / galaxy / stellar system /, ¿sí? Las galaxias vecinas no pueden afectar las órbitas de los meteoritos de manera significativa, sin importar los cuerpos que contribuyen.


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