三大宇宙速度

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从研究两个质点在万有引力作用下的运动规律出发,人们通常把航天器达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度,分别称为第一宇卫血华宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。

定义

  从研来自究两个质点在万有引力作用下的运动规律出发,人们通常把航天器达到环绕巴岩里微执地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度,分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。

宇宙速度图

  第一宇宙速度

  航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。按照力学理论可以计算出V1=7.9公里/秒。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行,地面对航天器引力比360百科在地面时要小,故其速度也略小于V1。

  第二宇宙速度

  当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成群心知为围绕太阳运行的殖问告销需输群状粉约传人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称脱离速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒养展。由于月球还未超出地球引力的然部洲半次序呼课范围,故从地面发射探月航天器,其初始速度不小于10.848公里/秒即可。

  第三宇宙速度

  从地球表面发射航天器,飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。需要注意的是,这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一站件土儿石额积先海致时计算出的V3有厚书演值;如果方向不一致,所需速度就要大于16.7公里/秒了。可以说,航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破该宇宙速度。

速度计算

  第一宇宙速度:在以地球为半径的轨道上运行的速度,万有引力=向心力,GM/R^2=V^2/2
  
第二宇宙速度:导某乙振七导脱离地球引力到达无穷远处的最小速度,此时在无穷远处总能量为零,根相款住青太座据机械能守恒1/2V^2(动能)-GM/R(势能,是负的)=0

 南阳染块主自延联 第三宇宙速度:能脱离太阳的引力到达无穷远处的最小速度,这样只需把第二宇宙速度方程中地球的质量换成太阳的质量,地球半径换成地球公转轨道半径就行了,但不同的是,解出速度后,还要再减去地球的公转速度才是最终的第三宇宙速度,因为地球的公转已经提供了一定的动能了,况且发射速度都是相对于地球来说的。

  注:上面的方程中m(发射体的质量)都已经约去,所以像1/2V^2并不是真正的动能表达式,只是为了说明这个式子的物理意义。还有,第一第二时息空斗宇宙速度的表达式中GM可以用gR^2来代换,这样展队就不必知道地球的质量了,地球半径为6400km

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