第一宇宙速度是如何計算出來的?飛賊克斯和康德馬特2018-06-14 02:35:39

第一宇宙速度是如何計算出來的?

第一宇宙速度,就是地球近地軌道最低速度。換句話說,就是人造衛星圍繞地球表面作圓周運動時的速度。第一宇宙速度為7。9 千米/秒。

第二宇宙速度,就是脫離地球引力,跑出近地軌道的最低速度。第二宇宙速度為11。2千米/秒。

第三宇宙速度,就是脫離太陽引力場,跑出太陽軌道的最低速度。第三宇宙速度為16。7千米/秒。

第一宇宙速度是如何計算出來的?

第一宇宙速度的計算非常簡單。其實就是簡單的拋物線運動,設想在地球表面往外扔出一個物體,因為物體具有一定的初始速度,它將做拋物線運動——在重力的影響下改變其速度大小和方向,最終回落到地球。理想化情況下,初始速度方向和重力方向垂直,那麼物體落下點到丟擲點的距離,就和初始速度的大小有關。初始速度越大,這個距離越大。如果初始速度足夠大,丟擲的物體將圍繞整個地球做圓周運動,不再落回到地球上。此時,維持圓周運動所需要的離心力,就是物體的重力,也是物體的萬有引力。

根據GmM/R^2=mg=mV^2/R,(m為物體質量,M為地球質量,R為地球半徑,G為引力常數,V為物體速度),很快得出V=(

gR)

^0。5=7。9 km/s。

第一宇宙速度是如何計算出來的?

第一宇宙速度的計算,是很簡單的牛頓力學。可以說並不是什麼特別的發現。當人們想往太空發射衛星的時候,肯定一下子就能算出這個值來。不過,顯然衛星的初始速度要比這個大,因為衛星在的近地軌道並不是在地球表面半徑。在70年代,人們就思考過月球的公轉速度,月球算是地球最大的衛星,它為什麼不被地球引力拉到地面?主要原因就是月球在穩定的地球軌道上運動,滿足第一宇宙速度的設定。

至於第二和第三宇宙速度,它們和第一宇宙速度差別在一個根號2倍數的關係。