Астрономия

Гравитационная фокусировка столкновения

Оценивает увеличение сечения столкновения двух сфер из-за взаимного гравитационного притяжения.

☄быстрый расчёт
онлайн
Введите данные
Данные не отправляются на сервер
Результат
Коэффициент увеличения сечения6
Сечение столкновения188 495,5592 км²
Максимальный прицельный параметр на бесконечности244,949 км
Формула

Как считается результат

Коэффициент увеличения сечения = 1+2*parameter/(radius*speed^2); Сечение столкновения = pi*radius^2*(1+2*parameter/(radius*speed^2)) (км²); Максимальный прицельный параметр на бесконечности = radius*sqrt(1+2*parameter/(radius*speed^2)) (км)
Пример с тестовыми данными

Гравитационный параметр суммы масс μ: 1 000 км³/с²; Сумма физических радиусов тел: 100 км; Относительная скорость на бесконечности: 2 км/с

Коэффициент увеличения сечения: 6; Сечение столкновения: 188 495,5592 км²; Максимальный прицельный параметр на бесконечности: 244,9489743 км
О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

Оценивает увеличение сечения столкновения двух сфер из-за взаимного гравитационного притяжения.

Из сохранения энергии и углового момента bmax²=R²(1+2μ/(Rv∞²)). Здесь R — сумма радиусов, μ=G(M₁+M₂), сечение равно πbmax²; модель учитывает отклонение траектории до геометрического касания.

  1. 01
    Подготовьте данные

    Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: гравитационный параметр суммы масс μ в км³/с²; сумма физических радиусов тел в км; относительная скорость на бесконечности в км/с.

  2. 02
    Проверьте единицы и условия

    Две сферические цели, ньютоновское гравитационное сближение без третьих тел, приливной деформации и торможения газом. При нулевой скорости на бесконечности эта формула не применяется; она не задаёт частоту столкновений без плотности потока тел.

  3. 03
    Прочитайте результат

    При больших v∞ коэффициент стремится к единице и остаётся геометрическое сечение. Малые скорости увеличивают область прицельных параметров, которые приводят к контакту.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

01

Что означают результаты

При больших v∞ коэффициент стремится к единице и остаётся геометрическое сечение. Малые скорости увеличивают область прицельных параметров, которые приводят к контакту.

02

Когда модель применима

Две сферические цели, ньютоновское гравитационное сближение без третьих тел, приливной деформации и торможения газом. При нулевой скорости на бесконечности эта формула не применяется; она не задаёт частоту столкновений без плотности потока тел.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1
Исходные данные
Гравитационный параметр суммы масс μ: 1 000 км³/с²; Сумма физических радиусов тел: 100 км; Относительная скорость на бесконечности: 2 км/с
Вычисление
Из сохранения энергии и углового момента bmax²=R²(1+2μ/(Rv∞²)). Здесь R — сумма радиусов, μ=G(M₁+M₂), сечение равно πbmax²; модель учитывает отклонение траектории до геометрического касания. Коэффициент увеличения сечения: 1+2 × (1 000) ÷ ((100) × (2)^2) = 6. Сечение столкновения: π × (100)^2 × (1+2 × (1 000) ÷ ((100) × (2)^2)) = 188 495,5592 км². Максимальный прицельный параметр на бесконечности: (100) × sqrt(1+2 × (1 000) ÷ ((100) × (2)^2)) = 244,9489743 км.
Результат
Коэффициент увеличения сечения: 6; Сечение столкновения: 188 495,5592 км²; Максимальный прицельный параметр на бесконечности: 244,9489743 км

При больших v∞ коэффициент стремится к единице и остаётся геометрическое сечение. Малые скорости увеличивают область прицельных параметров, которые приводят к контакту.

Пример 2
Исходные данные
Гравитационный параметр суммы масс μ: 1 000 км³/с²; Сумма физических радиусов тел: 100 км; Относительная скорость на бесконечности: 4 км/с
Вычисление
Коэффициент увеличения сечения: 1+2 × (1 000) ÷ ((100) × (4)^2) = 2,25. Сечение столкновения: π × (100)^2 × (1+2 × (1 000) ÷ ((100) × (4)^2)) = 70 685,83471 км². Максимальный прицельный параметр на бесконечности: (100) × sqrt(1+2 × (1 000) ÷ ((100) × (4)^2)) = 150 км.
Результат
Коэффициент увеличения сечения: 2,25; Сечение столкновения: 70 685,83471 км²; Максимальный прицельный параметр на бесконечности: 150 км

Этот вариант использует другие исходные данные: Относительная скорость на бесконечности — 4. При больших v∞ коэффициент стремится к единице и остаётся геометрическое сечение. Малые скорости увеличивают область прицельных параметров, которые приводят к контакту.

Формула и обозначения

Коэффициент увеличения сечения = 1+2*parameter/(radius*speed^2); Сечение столкновения = pi*radius^2*(1+2*parameter/(radius*speed^2)) (км²); Максимальный прицельный параметр на бесконечности = radius*sqrt(1+2*parameter/(radius*speed^2)) (км)

parameter — гравитационный параметр суммы масс μ, единица: км³/с².

radius — сумма физических радиусов тел, единица: км.

speed — относительная скорость на бесконечности, единица: км/с.

Из сохранения энергии и углового момента bmax²=R²(1+2μ/(Rv∞²)). Здесь R — сумма радиусов, μ=G(M₁+M₂), сечение равно πbmax²; модель учитывает отклонение траектории до геометрического касания.

Практическое применение

Оценивает увеличение сечения столкновения двух сфер из-за взаимного гравитационного притяжения. Из сохранения энергии и углового момента bmax²=R²(1+2μ/(Rv∞²)). Здесь R — сумма радиусов, μ=G(M₁+M₂), сечение равно πbmax²; модель учитывает отклонение траектории до геометрического касания.

При больших v∞ коэффициент стремится к единице и остаётся геометрическое сечение. Малые скорости увеличивают область прицельных параметров, которые приводят к контакту.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: гравитационный параметр суммы масс μ в км³/с²; сумма физических радиусов тел в км; относительная скорость на бесконечности в км/с.

Две сферические цели, ньютоновское гравитационное сближение без третьих тел, приливной деформации и торможения газом. При нулевой скорости на бесконечности эта формула не применяется; она не задаёт частоту столкновений без плотности потока тел.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

University of Cambridge: сечение столкновения и гравитационная фокусировка ↗
Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «коэффициент увеличения сечения»?+

При больших v∞ коэффициент стремится к единице и остаётся геометрическое сечение. Малые скорости увеличивают область прицельных параметров, которые приводят к контакту.

Как проверить расчёт на конкретном примере?+

Гравитационный параметр суммы масс μ: 1 000 км³/с²; Сумма физических радиусов тел: 100 км; Относительная скорость на бесконечности: 2 км/с. Коэффициент увеличения сечения: 6; Сечение столкновения: 188 495,5592 км²; Максимальный прицельный параметр на бесконечности: 244,9489743 км. Из сохранения энергии и углового момента bmax²=R²(1+2μ/(Rv∞²)). Здесь R — сумма радиусов, μ=G(M₁+M₂), сечение равно πbmax²; модель учитывает отклонение траектории до геометрического касания.

Какие ограничения есть у метода?+

Две сферические цели, ньютоновское гравитационное сближение без третьих тел, приливной деформации и торможения газом. При нулевой скорости на бесконечности эта формула не применяется; она не задаёт частоту столкновений без плотности потока тел.

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?+

Да. При больших v∞ коэффициент стремится к единице и остаётся геометрическое сечение. Малые скорости увеличивают область прицельных параметров, которые приводят к контакту. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Две сферические цели, ньютоновское гравитационное сближение без третьих тел, приливной деформации и торможения газом. При нулевой скорости на бесконечности эта формула не применяется; она не задаёт частоту столкновений без плотности потока тел.