第一宇宙速度是什么(第一宇宙速度是什么卫星的
第一宇宙速度是什么(第一宇宙速度是什么卫星的环绕速度)
在地球上发射卫星的第一宇宙速度的参考系是什么?
楼上全错了。它是以地球中心为中心的线速度。向东发射的原因是利用地球的自转速度,因为地球赤道的自传速度是每秒460米,这意味着在赤道向东发射卫星已经为你增加了一个自转速度。相反,如果你想向西发射,你必须先抵消转速,然后从0加速,这将需要更多的燃料。,向东方发射火箭的目的是为了减少燃料消耗,从而降低成本。卫星基站
再说一遍,卫星基站。这是地球在表面逃逸的速度。你好!
一个物体在靠近地面的地方绕地球匀速圆周运动的速度称为第一宇宙速度。
,参考系是地球。
打字不容易,接受吧!地面。
具体来说,就是你周围的房子、树木之类的东西。
第一,二,三宇宙速度及其推到过程!
宇宙速度的第一个推导在月球表面,物体的引力等于月球作用在物体上的引力。
F=GMm/r^2=mg
失去约m,g=GM/r^2,m取月球质量,r取月球半径,在地表(注意单位,用米代替公里,下同),
G=G月球质量/月球半径^2=1.626 m/s^2,是9.8的六分之一。
回到第一句,“物体的向心加速度等于月球的引力加速度g”,也就是
v^2/r=g
,v=根数[g月球半径]=1.68km/s。
,月球的第一宇宙速度是1.68千米/秒。
第二宇宙速度的推导
第二宇宙速度是一个物体能够摆脱地球引力,成为绕太阳运行的人造行星或飞往其他行星的航天器的最小速度,也称为逃逸速度。
如果一个物体的质量是m,那么在地球引力的作用下,从地面飞向无限远需要做多少功?
如图所示,从地面A到地心的距离为R0,即OA=R0,OB=R1,OC=R2 … O =R
物体a上的重力F0=g;重力f1=b处的g;…
当物体从A运动到B时,需要克服重力做功W1=01 (AB)。由于F0至F1中的力是可变的,采用了一种近似方法
01=G
,F0 > 0;01 >子一代
所以1=g
即1=GMM()(对象从a到b)
W2=GMM()(对象从B到C)
W3=GMM()(从C到D的对象)
W=GMm()
当一个物体从A运动到无穷大时,它需要做功。
W=W1 W2 …=GMM ()=GMM/R0。其中=0
,地面上的物体需要有动能MV22=GMM/R0。
,第二宇宙速度v2==11.2 km/s(其中g为引力常数,m为地球质量,R0为地球半径)。
第三宇宙速度的推导
第三宇宙速度,也称逃逸速度,是物体摆脱太阳引力束缚,飞向太阳系外层空间所必须具备的最小速度。
根据同样的推导第二宇宙速度的原理,为了逃离太阳引力,飞出太阳系,物体必须有速度V'=,其中m天==21030 kg,r天=1.49 1011 m。
,v '=42.2km公里/秒
物体从地面开始,地球绕太阳公转的线速度V线为29.8 km/s,如果物体沿地球运动轨道切向飞出,可以依靠地球公转的线速度,所以只需要V=V-V线=42.2-29.8=12.4 km/s,,如果物体想飞出太阳系,克服太阳引力,
,v3==公里/秒=16.7公里/秒7.9公里/秒
11.2公里/秒
16.7公里/秒
第一宇宙速度[每秒7.9公里]
[航空航天术语]
第一宇宙速度7.9公里/秒
当炮弹从地面发射到远处时,炮弹的速度越高,飞行距离就越远。当炮弹的速度达到“7.9公里/秒”时,炮弹将不再落回地面(不考虑大气效应),而是绕地球一圈飞行,这就是
是第一宇宙速度。
,宇宙的速度是人造卫星在地面附近围绕地球做一个“均匀的圆”。
周运动”所必须具有的速度。随着高度的增加,地球引力下降,环绕地球飞行所需要的飞行速度也降低,所有航天器都是在距地面很高的大气层外飞行,所以它们的飞行速度都比第一宇宙速度低。第一宇宙速度的计算公式是
v1=√gr(m/s),其中g=9.8(m/s2),r=6.4×106(m)。
第二宇宙速度
【航天术语】
第二宇宙速度--当物体(航天器)飞行速度达到11.2千米/秒时,就可以摆脱地球引力的束缚,飞离地球进入环绕太阳运行的轨道,不再绕地球运行。这个脱离地球引力的最小速度就是第二宇宙速度。各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。
第二宇宙速度(v2) 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为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称逃逸速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度v2=11.2公里/秒。由于月球还未超出地球引力的范围,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。
第二宇宙速度的推倒过程
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;
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
1/2mv^2-gmm/r=0;
解得v=√(2gm/r)
这个值正好是第一宇宙速度的√2倍。
第三宇宙速度
【航天术语】
第三宇宙速度--从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时,就可以摆脱太阳引力的束缚,脱离太阳系进入更广漠的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。
如果想使物体挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去,必须使它的速度等于或者大于16.7km/s,即第三宇宙速度。
第三宇宙速度(v3) 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致时计算出的v3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。第一宇宙速度是7.8千米/秒,这样可以绕轨道飞行,第二宇宙速度是11.2千米/秒,摆脱地球引力的束缚。在摆脱地球束缚的过程中,在 地球引力的作用下它并不是直线飞离地球,而是按抛物线飞行。脱离地球引力后在太阳引力 作用下绕太阳运行。第三宇宙速度是16.7千米/秒,这样可以飞出太阳系
第一宇宙速度推到过程
G=6.06725910^-11 Nm^2/kg^2 (引力常量)
M=5.8910^24(地球质量)
R=6.3710^6(地球半径)
v=(GM/R)^1/2=7.9 km/s (第一宇宙速度)
第二宇宙速度是以初动能等于飞船飞至无穷远处正好克服万有引力所做的负功为前提推导得出的。如果你学过上述公式和简单的微积分就可以自己推导了。
mvv/2-GMm/R=0,
所谓第三宇宙速度,就是从地球表面发射,并能够挣脱太阳引力的束缚,飞出太阳系时必须具有的速度。
我们计算一下,如果不考虑地球引力,从地球轨道的地方出发,要想飞出太阳系,需要具有多大的速度呢?假这个速度是V,那么可证明,它是地球公转速度的根号2倍(这道理就跟第二宇宙速度是第一宇宙速度的根号2倍一样),地球的公转速度是多少?大约为30千米/秒,那么可以算出V大约为42千米/秒。
如果我们顺着地球公转的方向发射,由于本身就具有30千米/秒的速度,那么只需要42-30=12千米/秒的速度就可以了。
,还要考虑地球的引力,由于要求挣脱地球引力以后,还要具有12千米/秒的速度,那么总共需要多大的速度呢?设这个速度(就是第三宇宙速度)为v3,第二宇宙速度那么v2,那么
1/2mv3^2-1/2mv2^2=1/2m(12)^2
解得v3约为16.5千米/秒,考虑到木星等大行星的引力作用,实际上的第三宇宙速度约为16.7千米/秒。
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