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第二宇宙速度

物体脱离地球引力束缚所需的最小速度

所谓宇宙速度就是从地球表面发射飞行器,飞行器环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度,分别称为第一、第二、第三宇宙速度。

第二宇宙速度是物体脱离地球引力束缚所需的最小速度,数值大小为11.2km/s。

中文名称第二宇宙速度英文名称Second Cosmic Velocity
别称脱离速度表达式v=√2gR

简介

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。各种行星或卫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,亦称脱离速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度v2=11.2km/s。

推导公式

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。

M表示地球质量,m表示物体的质量,r表示物体到地心的距离,R为地球半径,令无穷远处为势能零点,则有:

 令r为自变量x,则

当x=R时,即Mm的引力势能EP=GMm/R

由机械能守恒定律得:

则方程1:

因为引力=向心力

则方程2:

解方程组得:V=√2gR=11.2km/s

刚好等于第一宇宙速度的√2倍。

宇宙速度

所谓宇宙速度就是从地球表面发射飞行器,飞行器环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度,分别称为第一、第二、第三宇宙速度。

第一宇宙速度,是物体要达到绕地球飞行作圆周运动的速度。数值约为7.9km/s。

第二宇宙速度,是物体脱离地球引力束缚所需的最小速度。数值大小为11.2km/s。

第三宇宙速度,是物体从地球表面飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度。数值大小为16.7km/s。

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最新更新:2015-08-06 14:38
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