Frage:
Welche Höchstgeschwindigkeiten können von Meteoriten erwartet werden?
SF.
2013-07-17 22:05:33 UTC
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Ja, ich weiß, c ist die Grenze, aber nehmen wir an, wir möchten einen Schutz bauen, der meterorit-schlagfest ist, auf dem Mond oder einem Asteroiden oder irgendwo ohne Atmosphäre . Wir können alles, was größer als beispielsweise 10 cm ist, früh genug erkennen, um es mit entfernten Waffen zu zerstören oder abzulenken, aber alles, was kleiner ist, wird durchkommen und der Schild muss halten. $ Masse = 1 {dm} ^ 3 * 2 g / {cm} ^ 3 $ (durchschnittliche Asteroiden-Dichte), $ E = 0,5 mv ^ 2 $. Wir wissen, wie man Energie in Schilddicke umwandelt, aber wir brauchen immer noch das v.

Was sind vernünftigerweise erwartete Geschwindigkeiten von "schnellen" Meteoriten?

Fünf antworten:
#1
+21
AlanSE
2013-07-17 23:04:22 UTC
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Ich habe mich immer wieder gefragt, woher dieses Maximum von 72 km / s kommt, und ich habe es herausgefunden! Dies ist die Berechnung:

30 km/s + (30√2) km/s = 72 km/s

Warum? Erstens ist es offensichtlich, dass sich die Erde in ihrer Umlaufbahn mit 30 km / s bewegt. Aber aus welchen möglichen Richtungen kann der Asteroid schlagen? Der logischste Ansatz ist es, ihn in genau die entgegengesetzte Richtung zu schlagen. Das heißt, wir fordern einen Asteroiden in einer rückläufigen Umlaufbahn. Normalerweise passiert dies nicht für Umlaufbahnen im inneren Sonnensystem um die Sonne, aber dies kam von der Ort-Wolke oder irgendwo weit weg.

Die Idee ist, dass ein Objekt sehr em ist > von der Sonne wird gestört und beginnt eine stark elliptische Umlaufbahn. Diese können rückläufig sein. Es müsste sich auch mit unserer Umlaufbahn an ihrem sonnennächsten Punkt schneiden (aus diesem Grund addieren wir die beiden Geschwindigkeiten).

Die kinetische Energie eines Körpers in einer kreisförmigen Umlaufbahn beträgt die Hälfte seines Gravitationspotentials Energie. Da der Fernpunkt der Umlaufbahn des Objekts (formal ein Komet, glaube ich) nahezu unendlich ist, bedeutet dies, dass seine kinetische Energie bei näherer Annäherung genau gleich seiner potentiellen Energie bei 1 AE ist. Das bedeutet, dass die spezifische kinetische Energie (nur 1/2 v ^ 2) doppelt so hoch ist wie die der Erde. Das bedeutet, dass es sich an der Quadratwurzel zweimal schneller als die Erde bewegt.

Dies wäre natürlich selten, aber das Prinzip ist, dass alles, was sich schneller bewegt, wenn es auf die Atmosphäre trifft, offensichtlich von irgendwo außerhalb kommt unser Sonnensystem. Dies ist meine kurze Illustration des Konzepts. Die Erde ist grün, die Sonne ist gelb und das Objekt ist grau.

object hit

Der Vollständigkeit halber: Die Quadratwurzel des Zweifachen der Kreisgeschwindigkeit ist einfach die Fluchtgeschwindigkeit, die die Geschwindigkeit überall in einer parabolischen Umlaufbahn ist. Und tatsächlich ist eine parabolische Umlaufbahn im Grunde eine elliptische Umlaufbahn mit ihrem Fernpunkt im Unendlichen.
IIRC, einige Kometen können sich in der Nähe der Sonne schneller als 600 km / s fortbewegen.
@coleopterist Ja, aber sie können kein Meteor werden, wenn sie sich nicht in der Erdumlaufbahn befinden. Diese Kometen, die die Sonne streifen, passieren den Erdweg mit der gleichen Geschwindigkeit von 30 x sqrt (2), bewegen sich jedoch senkrecht und treffen die Erdatmosphäre nur mit 52 km / s.
Oder Sie könnten einfach herausfinden, dass die Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem (= die Geschwindigkeit eines Objekts, das aus dem Unendlichen kommt) auf der Erdumlaufbahn 42 km / s beträgt.
#2
+6
Undo
2013-07-17 22:39:15 UTC
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Laut der American Meteor Society treffen Meteoriten normalerweise mit einer Geschwindigkeit von 160.000 MPH auf die Erdatmosphäre.

Meteore gelangen mit einer Geschwindigkeit von 11 in die Atmosphäre km / s (72.000 mph) bis 72 km / s (160.000 mph) ...

Die 70-fache Spitzenzahl wird auch in diesem wiederholt answers.com answer.

Warum eine so große Reichweite zwischen 25.000 und 160.000 MPH?

Die große Reichweite der Meteoritengeschwindigkeiten wird teilweise durch die Tatsache verursacht dass sich die Erde selbst mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 km / s bewegt.

Außerdem gab es kürzlich einen zwei bis vier Meter langen Meteoriten, der Treffer über Kalifornien, der auf 64.000 MPH geschätzt wurde.

Forscher haben berechnet, dass das übergeordnete Objekt des Meteoriten Sutter's Mill mit 28,6 km / s in die Atmosphäre gelangt ist (64.000 Meilen pro Stunde).

#3
+2
user29
2013-07-17 22:20:28 UTC
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Die "American Meteor Society" gibt an, dass Meteoriten typischerweise mit 11 - 72 km / s in die Erdatmosphäre gelangen. Dies wird nicht zitiert, aber nach einigem Googeln ist es eine Zahl, die oft wiederholt wird.

#4
+1
MikeS
2017-04-20 01:55:21 UTC
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Mein Verständnis aus der Grundphysik ist, dass bei der Berechnung der Anforderungen an die Fluchtgeschwindigkeit aus der Gravitationskraft eines Körpers die Mathematik auch die maximal akkumulierte Geschwindigkeit angeben kann, die aufgrund der Anziehungskraft dieser Schwerkraft auf ein Objekt möglich ist. Mit anderen Worten, während die Fluchtgeschwindigkeit berechnet, was notwendig ist, um der Gravitationskraft des Körpers entgegenzuwirken, ist die Endaufprallgeschwindigkeit die Summe der Gravitationskraft dieses Körpers, die sich im Verlauf der Beschleunigung des kleineren Körpers aus den am weitesten entfernten Orbitalreichweiten ansammelt und in die eintaucht Körper als aufprallendes Objekt. Für unser Sonnensystem sprechen wir über die Anziehungskraft zwischen der Masse der Sonne, der maximal zu erwartenden Masse des aufprallenden Körpers und allen Komponenten anderer Körper des Sonnensystems (dh Jupiter, Erde), die so berechnet werden können, dass sie einen Netto-Boosting-Zug haben Körper. Letztere sind wahrscheinlich vernachlässigbar im Vergleich zu dem Zug der Sonne über die größtmögliche Reichweite. Bei Asteroiden ist die Obergrenze deutlich kleiner als die Planetengröße. Wir können somit eine maximale Endgeschwindigkeit aufgrund der Schwerkraft beim Aufprall berechnen, und dies entspricht ungefähr 160.000 Meilen pro Stunde. Ein anderes Poster hat den höchsten Wert innerhalb eines Bereichs falsch beschrieben, indem es sagte, die Geschwindigkeiten seien "normalerweise" so hoch. Sie sind überhaupt nicht. Tatsächlich sind 64.000 Meilen pro Stunde die höchste Geschwindigkeit, die wir bisher direkt von einem Asteroiden / Meteor gemessen haben, in unserer heutigen Ära der Raumfahrt und der modernen Astronomie. Das war der Meteorit von Sutter's Mill, der am 1. November 2016 im Westen der USA gesehen wurde. Die schnellstmögliche Aufprallgeschwindigkeit wird glücklicherweise auf der Erde so selten gesehen, dass sie wahrscheinlich noch nie in der gesamten Geschichte der menschlichen Existenz aufgetreten ist. Es ist eine Obergrenze - ein theoretisches Maximum. Ich sollte beachten, dass auch Kometen berücksichtigt werden müssen, nicht nur Asteroiden. Entweder kann man ein aufprallender Meteorit werden, und die Berechnungen, die ich gesehen habe, stammen aus dieser Perspektive - wie hoch ist die maximale Aufprallgeschwindigkeit, die wir von einem Objekt im Sonnensystem sehen können? Die Flugbahn eines Objekts kann durch eine Begegnung mit Jupiter geändert werden, aber dies wird keine größere Beschleunigung verursachen, als die Schwerkraft der Sonne auf weit entfernte Objekte ausüben kann, die schließlich wie kosmische Kugeln eintauchen.

Es ist immer noch die Frage der Anfangsgeschwindigkeit, mit der sich der Meteorit durch den interstellaren Raum bewegt, bevor er in die Schwerkraft der Sonne eintritt. Diese wären äußerst selten, da die meisten Meteoriten aus dem Sonnensystem stammen, aber nicht unmöglich.
Die Formel, die ich gesehen habe, berücksichtigt nur Objekte des Sonnensystems und keine interstellaren Objekte. Es besteht das Potenzial, dass ein interstellares Objekt eine höhere Geschwindigkeit aufweist. Gut, dass solche Kollisionen extrem selten sind! :-)
Die Quellen, die ich untersucht habe, besagen, dass mehr als 99% aller Meteoriten Asteroideneinschläge beinhalten. Dies lässt weniger als 1% als Kometen übrig, obwohl ich der Meinung bin, dass die Beweise um Tunguska eine kometenhafte Interpretation dieses Ereignisses von 1908 befürworten. Vor nicht allzu vielen Jahren wurde ein Artikel veröffentlicht, in dem nachtleuchtende Wolken im Zusammenhang mit dem Tunguska-Ereignis als Beweis für eine eisige Zusammensetzung genannt wurden, die am ehesten mit einer Kometenerklärung übereinstimmt. Ich würde vermuten, dass der Prozentsatz der aufprallenden Objekte interstellaren Ursprungs entweder vernachlässigbar gering ist oder noch nicht einmal bestimmt werden kann. :-)
#5
+1
user22563
2018-01-19 02:30:45 UTC
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Die Antwort muss eindeutig eine Wahrscheinlichkeitsverteilung sein. Die tatsächliche Verteilung würde notwendigerweise die Vergangenheit der Galaxie, benachbarter Galaxien usw. "kodieren". Da ein sich schnell bewegendes Objekt eine längere Flugbahn hat, hat es eine größere Wahrscheinlichkeit, etwas zu treffen. Folglich kollidieren die sich schneller bewegenden Objekte mit längerem Pfad früher und werden früher aus dem System entfernt, wodurch langsamere Objekte zurückbleiben. Somit verschiebt sich die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Anzahl von Objekten gegenüber der Geschwindigkeit im Laufe der Zeit zu langsameren Objekten. Aber auch hier handelt es sich um eine Wahrscheinlichkeitsverteilung. Es besteht also die Möglichkeit, dass ein sich sehr schnell bewegendes Objekt aus früheren Tagen übrig bleibt oder auf eine weniger wahrscheinliche Weise geschleudert wurde.

s / Galaxie / Sternensystem /, ja? Benachbarte Galaxien können unmöglich die Umlaufbahnen der Meteroiden in irgendeiner sinnvollen Weise beeinflussen, ganz egal, welche Körper dazu beitragen.


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