Kurtulma Hızı Nedir?

Elinize bir cisim aldığınızı ve düşey doğrultuda havaya fırlattığınızı düşünün. Cisim yükseldikçe –Dünya’nın kütleçekimi sebebiyle- hızı giderek azalacak, sonunda hareketinin yönü değişecek ve bir süre sonra yere düşecektir. Eğer cismi daha yüksek bir ilk hızla tekrar atarsanız cisim yine benzer bir hareket yapacak, ama hareketine daha yüksek bir enerjiyle başladığı için daha yükseğe çıkacaktır. Peki, bir cismi Dünya’ya bir daha hiç geri dönmeyecek kadar yüksek bir hızla fırlatmak mümkün müdür? Cevap evet. Bir cismin bir gökcisminin çekiminden tamamen kurtulması için gerekli olan hıza kurtulma hızı denir.

Newton'un kütleçekimi yasasına göre iki cisim arasındaki kütleçekim kuvveti cisimlerin kütleleri ile doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Dolayısıyla çekiminden kurtulmak istenen cismin kütlesi arttığı zaman kurtulma hızı da artacaktır. Örneğin hacmi Dünya ile aynı fakat kütlesi Dünya’dan fazla olan bir gökcisminin çekiminden kurtulmak için daha fazla enerji dolayısıyla daha büyük bir ilk hız gereklidir. Kütleçekiminin aradaki mesafenin karesi ile ters orantılı olması ise harekete çekiminden kurtulmak istenilen cismin merkezinden ne kadar uzak bir yerde başlanırsa, çekimden kurtulmak için daha az enerji dolayısıyla daha düşük bir ilk hız gerektiği anlamına gelir. Örneğin Everest Dağı'nın tepesinden fırlatılan bir cismin Dünya’nın çekiminden kurtulması deniz seviyesinde bir yerden fırlatılan bir cisme göre daha düşük bir ilk hız gerektirir. Sonuç olarak kurtulma hızının, çekiminden kurtulmak istenen cismin kütlesi arttıkça ve cismin merkezine olan uzaklık azaldıkça arttığını söyleyebiliriz.