地球第二宇宙速度和第三宇宙速度是怎样计算出来的
详细些
第一宇宙速度
人类的航天活动,并不是一味地要逃离地球。特别是当前的应用航天器,需要绕地球飞行,即让航天器作圆周运动。要作圆周运动,必须始终有一个力作用在航天器上。其大小等于该航天器运行线速度的平方乘以其质量再除以公转半径,即F=mv2/R。
在这里,正好可以利用地球的引力,在合适的轨道半径和速度下,地球对物体的引力,正好等于物体作圆周运动的向心力。第一宇宙速度又称环绕速度,计算公式是:见附件第一
或者:见附件第一A
实际上,地球表面存在稠密的大气层,航天器不可能贴近地球表面作圆周运动,必需在150千米的飞行高度上,才能绕地球作圆周运动。
在此高度下的环绕速度为7。8千米/秒。
第二宇宙速度
又称为逃逸速度或脱离速度,指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速度。
同样,由于地球表面稠密的大气层,航天器难以这样高的初始速度起飞,实际上,航天器是先离开大气层,再加速完成脱离的(例如先抵达近地轨道,再在该轨道加速)。
在这高度下,航天器的脱离速度较小,约为10。9千米/秒。
见附件第二
第三宇宙速度
是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度。
本来,在地球轨道上,要脱离太阳引力所需的初始速度为42。1千米/秒,但地球绕太阳公转时令地面所有物体已具有29。8千米/秒的初始速度,故此若沿地球公转方向发射,只需在脱离地球引力以外额外再加上12。3千米/秒的速度。即物体所需的总动能为:
见附件第三
第四宇宙速度
是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度。
但由于人们尚未知道银河系的准确大小与质量,因此只能粗略估算,其数值在110~120千米/秒之间。而实际上,仍然没有航天器能够达到这个速度。
宇宙速度的概念也可应用于在其他天体发射航天器的情况。
例如计算火星的环绕速度和逃逸速度,只需要把公式中的M,R,g换成火星的质量、半径、表面重力加速度即可。
希望对你有帮助
附件:宇宙速度公式。exe。
答:第一宇宙速度7.9千米/秒,物体飞离地球 表面,绕地球运行。第二宇宙速度11.2千米/ 秒,物体摆脱地球引力,绕太阳运行。第三宇宙 速度16. 7千米/秒,物体...详情>>