高中物理第一宇宙速度计算公式(三大宇宙速度推导公式)

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柳暗花明
回答于 2023-02-24 05:02:01 阅读 1103

高中物理第一宇宙速度计算公式

v×v=gr(v是第一宇宙速度,g是行星表面的重力加速度,r是星球半径)具体请参照高中物理第二册(计算时注意统一单位!)

第一宇宙速度是指物体围绕星球表面运行(必须贴地飞行,因为当高度增加时,物体在标准圆轨道上运行的速度总是低于第一宇宙速度)且星球对物体完全没有支持力时的速度,换句话说,万有引力完全提供向心力.

第一宇宙速度的计算方法

1、一、第一宇宙速度是多少

2、早期人们在探索航天途径时,为了估计克服地球引力、太阳引力所需的最小能量,引入了三个宇宙速度的概念,假设地球是一个圆环,周围也没有大气,物体能环绕地球运动的最低的轨道就是半径与地球半径相同的圆轨道。

3、这时物体具有的速度是第一宇宙速度大约为7.9公里/秒。

4、物体在获得这一水平方向的速度以后,不需要再加动力就可以环绕地球运动。

5、然而地球上的物体要脱离地球引力成为环绕太阳运动的人造行星,需要的最小速度是第二宇宙速度,第二宇宙速度约为11.2公里/秒,是第一宇宙速度的2倍。

6、地面物体获得这样的速度即能沿一条抛物线轨道脱离地球。

7、第三宇宙速度地球上物体飞出太阳系相对地心最小速度,第三宇宙速度的大小约为16.6公里/秒。

8、地面上的物体在充分利用地球公转速度情况下再获得这一速度后可沿双曲线轨道飞离地球,当它到达距地心93万公里处,便被认为已经脱离地球引力,以后就在太阳引力作用下运动。

9、这个物体相对太阳的轨道是一条抛物线,最后会脱离太阳引力场飞出太阳系。

10、在这里我们另外强调一下一些特殊的轨道速度,例如环绕速度、逃逸速度等有的时候也被分别称为第一、第二宇宙速度。

11、科学家估计当这个速度达到110-120公里/秒时,物体将脱离银河系,于是又有科学家把110-120公里/秒叫第四宇宙速度。

三大宇宙速度推导公式

第一宇宙速度GMm/R²=mv²/R,M为地球质量,R为地球半径,所求v即为第一宇宙速度,M换成太阳质量,R为太阳半径,所求v即为第二宇宙速度,M换成银河的质量,R为银河半径,所求v即为第三宇宙速度。

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