为什么第二速度能脱离地球的吸引?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/12 20:58:45

因为这个速度的来历:做封闭轨道(比如圆形)运行的物体,离心作用抵消地球引力时的临界速度。可以理解为手中拿一细线,另一头栓一个小球,把小球甩起来让它围着手转,你会感到随着速度加快线上的力越来越大。当线能承受的最大力也不够拉住小球,小球就会飞出去。这个速度就是小球对你手的“第二速度”。

第二宇宙速度计算方法如下:
假设在地球上将一颗质量为m的卫星发射到绕太阳运动的轨道需要的最小发射速度为V;地球半径为r;
此时卫星绕太阳运动可认为是不受地球引力,距离地球无穷远;
认为无穷远处是引力势能0势面,并且发射速度是最小速度,则卫星刚好可以到达无穷远处。
由动能定理得
(mV^2)/2-GMm/r^2*dr=0;
由微积分dr=r地
解得V2=√(2GM/r)
而第一宇宙速度公式为
V1=√(GM/R)
故这个值正好是第一宇宙速度的√2倍。

因为速度大了,产生的离心力大于重力产生的向心力,吸不住自然飞出去了

当物体速度达到第一宇宙速度时,它就会绕地球圆周旋转。当速度再提高,轨迹就变成椭圆,当一直高下去的时候,万有引力不足以提供向心力,就会发生离心运动完全脱离地球的约束,这个速度叫该星球的逃逸速度。可以证明:一个星球逃逸速度是该星球环绕速度的根号2倍。也就是说第二宇宙速度是第一宇宙速度的根号2倍。7.9*sqr2=11.2

我们知道第一宇宙速度的定义是:第一宇宙速度(V1) 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。第一宇宙速度两个别称:航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
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在地面时要小,故其速度也略小于V1。v1的推导

V1的推导:
物体所受重力=万有引力= 航天器沿地球表面作圆周运动时向心力
即mg=GMm/r^2=mv^2/r
mg=mv^2/r
所以v^2=gr
R地=6.4*10^6 m g=9.8 m/s^
v= 7.9 km/s<