De baansnelheid (V) van een object in een cirkelbaan bereken je met de formule:
V=T2πr
Hierin is:
- V de baansnelheid, meestal uitgedrukt in meter per seconde (m/s) of kilometer per uur (km/h).
- π (pi) is een wiskundige constante, ongeveer 3,14159.
- r de baanstraal. Dit is de totale afstand van het middelpunt van het centrale hemellichaam (bijvoorbeeld de aarde) tot het middelpunt van het object in de baan. De baanstraal wordt berekend door de straal van het hemellichaam op te tellen bij de hoogte (h) van het object boven het oppervlak van het hemellichaam: r=straal hemellichaam+h. Zorg ervoor dat r in meters (m) of kilometers (km) staat, afhankelijk van de gewenste eenheid voor de snelheid.
- T de omlooptijd. Dit is de tijd die het object nodig heeft om één volledige ronde om het hemellichaam te maken. Zorg ervoor dat T in seconden (s) of uren (h) staat, afhankelijk van de gewenste eenheid voor de snelheid.
Voorbeeld: Baansnelheid van het Internationale Ruimtestation (ISS)
Stel, het ISS beweegt op een hoogte van 400 km boven het aardoppervlak en doet 1,5 uur over één omloop. De straal van de aarde is 6,37×106 m. We willen de baansnelheid berekenen in m/s en in km/h.
-
Bepaal de baanstraal (r):
Zet alle afstanden om naar dezelfde eenheid, bijvoorbeeld meters.
- Straal van de aarde: 6,37×106 m
- Hoogte (h) van het ISS: 400 km=400×1000 m=4,00×105 m
De totale baanstraal (r) is dan:
r=straal aarde+h=6,37×106 m+4,00×105 m=6,77×106 m
-
Zet de omlooptijd (T) om:
De omlooptijd is 1,5 uur.
- In seconden: T=1,5 uur×60 minuten/uur×60 seconden/minuut=5400 s
-
Bereken de baansnelheid (V):
-
Snelheid in m/s:
V=5400 s2×π×6,77×106 m
V≈7877 m/s
-
Snelheid in km/h:
Om de snelheid in km/h te berekenen, kunnen we de baanstraal in kilometers gebruiken en de omlooptijd in uren.
Baanstraal in kilometers: r=6,77×106 m=6770 km.
Omlooptijd: T=1,5 uur.
V=1,5 uur2×π×6770 km
V≈28358 km/h
Omrekenen tussen m/s en km/h:
Je kunt ook de berekende snelheid in m/s omrekenen naar km/h, of andersom.
- Van m/s naar km/h: Vermenigvuldig de snelheid met 3,6.
Dit komt doordat 1 uur 3600 seconden heeft en 1 kilometer 1000 meter. Dus 1 m/s=1 s1 m=1/3600 h1/1000 km=10003600 km/h=3,6 km/h.
Voorbeeld: 7877 m/s×3,6≈28357 km/h.
- Van km/h naar m/s: Deel de snelheid door 3,6.
Voorbeeld: 28358 km/h/3,6≈7877 m/s.