第一二三宇宙速度分別是什么?第一二三宇宙速度推導公式?第一二三宇宙速度是誰提出的?

日期:2022-08-30 10:15:29 作者:fuli 瀏覽: 查看評論 加入收藏

第一二三宇宙速度分別是什么?


第一宇宙速度:環繞地球運行的最低速度,也就是7.9千米每秒。

地面上的任何物體想要環繞地球運行,最低飛行速度必須達到7.9千米每秒,這個速度是以地球為做參照系,以這個速度飛行就不會落到地面上。當然7.9千米每秒只是理論上的計算值,地球上空的衛星速度通常情況下會略小于第一宇宙速度。

道理很簡單,7.9千米每秒的速度是按照緊貼地面運行時計算出來的,但實際上沒有任何衛星緊貼地面飛行,地面附近大氣非常稠密,環繞地球飛行也不現實,最低的衛星高度也在百公里以上。

隨著高度增加,地球引力相對減小,環繞速度也會下降,但下降得不多,大約在7.8千米每秒。

第二宇宙速度:11.2千米每秒。

同樣是以地球為參照系,當一個物體的飛行速度達到11.2千米每秒時,就能逃離地球引力的束縛,成為太陽的一顆“衛星”,所以這個速度也被稱為地球逃逸速度。


人類發射的探索其他星球的探測器都必須達到這個速度,不過有一個星球除外,那就是月球,因為月球仍在地球的引力范圍內,它是地球的衛星。飛向月球的探測器速度只需要大約10.8千米每秒就可以。

第三宇宙速度:16.7千米每秒,也是逃逸太陽系的速度。

達到16.7千米每秒的速度,就能逃離太陽系的引力束縛,飛出太陽系,環繞銀河系運行。這個速度,其實也可以看做離太陽表面無窮遠處勢能為零求出的最小速度。這意味著,一個物體從無窮遠處落向太陽,到達太陽表面的速度就是16.7千米每秒,當然,這是理想情況。


人類發射的探測器達到或超過第三宇宙速度的很少,著名的探測器旅行者一號飛船就是其中之一,美國NASA在20世紀70年代發射的探測器,目前已經駛入外太陽系(注意不是太陽系外),不過要想飛出太陽系,還需要上萬年的時間。


第一二三宇宙速度推導公式?

V^2=GM(2/r-1/a) G為萬有引力常數 M為地球質量 r和v分別是人造天體相對于地心的位置和速度 a是人造天體運動軌道的半長徑.第二宇宙速度V2:這時a→∞,人造天體的軌道半徑為∞,就擺脫了地球的引力場,飛離地球.V2^2=2G...


第一二三宇宙速度是誰提出的?

宇宙速度的概念是牛頓首先思考的,他在紙上畫圖設想,從高山上水平拋出物體,速度一次比一次增加,物體落到地球表面的位置會一次比一次更遠。


如果速度很大,物體就可以不落地球表面了,物體就會繞地球轉動了。這就是第一宇宙速度最原始的由來。


此時,萬有引力正好提供物體作圓周運動的向心力。mⅤ^2/r=GxMm/r^2。則:Ⅴ=√GM/r。


這時的飛行高度可以忽略,可以近似用地球的半徑R代表物體到地心的距離r。r=6400Km,引力常數G和地球的質量已知,代入上面的表達式,就可以計算出v=7.9Km/s。


這個值就是第一宇宙速度。物體在地面附近繞地球作圓周運動(實際上是橢圓形),發射速度須大于這個速度,因為這個值是理論上的值。


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