据说绕地球做椭圆运动速度要大于7.9小于11.2(单位略)
问为啥要小于11.2?你要说11.2是逃逸速度是不那这个逃逸速度是怎么来的啊(据说引力不足提供向心力是做的离心运动,速度大于7.9不就不足以提供向心力了额,为什么就做的是...
问为啥要小于11.2?你要说11.2是逃逸速度是不那这个逃逸速度是怎么来的啊(据说引力不足提供向心力是做的离心运动,速度大于7.9不就不足以提供向心力了额,为什么就做的是椭圆呢?;为什么和11.2有关呢?)
还有哦绕地球做椭圆运动的物体在近地点和远地点的速度相同么?V近和V远都要小于7.9么?(还是V近大于7.9,V远小于7.9呢,活者别地?还是和11.2有关呢)为什么呢? 展开
还有哦绕地球做椭圆运动的物体在近地点和远地点的速度相同么?V近和V远都要小于7.9么?(还是V近大于7.9,V远小于7.9呢,活者别地?还是和11.2有关呢)为什么呢? 展开
3个回答
2014-01-15
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==第一宇宙速度==第一宇宙速度又称为[[环绕速度]],是指在地球上发射的物体'''绕地球飞行作[[圆周运动]]'''所需的最小初始[[速度]]。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<math>F=\frac{mv^2}{R}</math>,其中<math>\frac{v^2}{R}</math>是物体作圆周运动的向心加速度。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,正好等於物体作圆周运动的[[向心力]]。第一宇宙速度的计算公式是::<math> G\frac{Mm}{R^2} = m\frac{v_1^2}{R}</math>
:<math>v_1 = \sqrt{\frac{GM}{R}} = 7.9 km/s</math>或者:
:<math> mg = m\frac{v_1^2}{R}</math>
:<math>v_1 = \sqrt{gR} = 7.9 km/s</math>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==
第二宇宙速度,亦即地球的[[逃逸速度]],是指在地球上发射的物体'''摆脱地球引力束缚,飞离地球'''所需的最小初始[[速度]]。:<math>\frac12mv_2^2 - G\frac{Mm}{R} = 0 </math>
:<math> v_2 = \sqrt{\frac{2GM}{R}} = \sqrt{2gR} = 11.2 km/s</math>同样,由於地球表面稠密的[[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。实际上航天器的飞行速度远比计算值要低得多,航天器尾部的喷射器持续地给予向上的推力, 而这个力只要大于地球对航天器所施加的吸引力,即Δ>0,航天器就能脱离地球的引力场。
==第三宇宙速度==
第三宇宙速度,亦即太阳的逃逸速度,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::<math>\frac12mv_3^2=\frac12mv_2^2+\frac12m \Delta v^2</math>
由此得知所需速度为
:<math>v_3=\sqrt{11.2^2+12.3^2}=16.7 km/s</math>
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525千米/秒以上。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。
:<math>v_1 = \sqrt{\frac{GM}{R}} = 7.9 km/s</math>或者:
:<math> mg = m\frac{v_1^2}{R}</math>
:<math>v_1 = \sqrt{gR} = 7.9 km/s</math>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==
第二宇宙速度,亦即地球的[[逃逸速度]],是指在地球上发射的物体'''摆脱地球引力束缚,飞离地球'''所需的最小初始[[速度]]。:<math>\frac12mv_2^2 - G\frac{Mm}{R} = 0 </math>
:<math> v_2 = \sqrt{\frac{2GM}{R}} = \sqrt{2gR} = 11.2 km/s</math>同样,由於地球表面稠密的[[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。实际上航天器的飞行速度远比计算值要低得多,航天器尾部的喷射器持续地给予向上的推力, 而这个力只要大于地球对航天器所施加的吸引力,即Δ>0,航天器就能脱离地球的引力场。
==第三宇宙速度==
第三宇宙速度,亦即太阳的逃逸速度,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::<math>\frac12mv_3^2=\frac12mv_2^2+\frac12m \Delta v^2</math>
由此得知所需速度为
:<math>v_3=\sqrt{11.2^2+12.3^2}=16.7 km/s</math>
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525千米/秒以上。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。
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本回答由上海华然企业咨询提供
2014-01-15
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这种在有心力作用下的物体,运动轨迹是椭圆(圆是特殊椭圆),这个可以算出(微积分+牛顿定律);11.2恰好是地球的临界值;V近和V远都可以根据机械能守恒算出。
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2014-01-15
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用牛顿力学解释的话,一切天体都做标准的圆周运动,但事实上不是,这就是牛顿力学的局限了!很多东西必须用相对论才能解释!
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