¿Un objeto en una órbita más grande tiene más o menos energía que un objeto en una órbita más pequeña?

Un objeto en una órbita más alta (circular) tiene más energía total (cinética más potencial) que un objeto en una órbita más baja. Es por eso que se necesita más energía para poner un satélite en una órbita más alta. Sin embargo, es cierto que la energía cinética en una órbita más alta es menor que en una órbita más baja. Pero la energía potencial es más alta en una órbita más alta, y domina, con el resultado neto de que la energía total es más alta.

Para una órbita circular, la energía potencial V y la energía cinética T varían en magnitud como 1 / r , pero son de signo opuesto, y la magnitud de la energía potencial es siempre el doble que la energía cinética T. Entonces, la energía total es E = T + V = T -2 T = – T. Entonces, una órbita más alta (mayor r ) disminuye la energía cinética T pero aumenta la energía total E. Sus magnitudes disminuyen, pero son de signo opuesto. Entonces, T disminuye desde arriba, mientras que E aumenta desde abajo. A medida que r aumenta sin límite, la energía cinética, potencial y total se acercan a cero.

Se trata de qué tipo de energía tienen los objetos.

Hay muchos tipos de energía, pero cuando hablamos de mecánica orbital, solo necesitamos saber dos: potencial cinético y gravitacional.

La energía cinética es la energía almacenada en el movimiento de un objeto: cuanto más rápido se mueve algo, más energía tiene. Trabajando desde el marco de referencia del cuerpo principal, un objeto en una órbita más baja tiene más energía cinética que uno en un objeto más alto porque se mueve más rápido.

Sin embargo, un objeto en una órbita más alta tiene más energía potencial gravitacional, que es la energía almacenada en su altura. Si dejara de moverse, volvería a caer, y para cuando chocara con el suelo, habría convertido esa energía en energía cinética. En general, una órbita más alta cuesta más energía para lograr que una más baja, por lo que tiene más energía almacenada al final.