第一宇宙速度怎麼求
1. 第一宇宙速度怎麼求出來的
第一宇宙速度是航天器最小發射速度,也是航天器最大運行速度。當某航天器以第一宇宙速度運行,則說明該航天器是沿著地球表面運行的。
當航天器以第一宇宙速度作圓周運動時,其向心力為:F=mv2/r。式中:m為航天器質量,v為航天器線速度,r為地球半徑。
同時,航天器向心力由地球對航天器的萬有引力提供,為:F=G(Mm)/r^2。式中:G為萬有引力常數,M為地球質量。
當航天器以第一宇宙速度作圓周運動時,其向心力等於萬有引力,即:
mv2/r=G(Mm)/r^2
化簡,得:GM=V² r,或V²= GM/r
將地球半徑R=6.375×10^6 m,地球質量M=5.965×10^24kg,萬有引力常數G=6.67259×10^-11 米^3/(千克·秒^2)代入,並開平方,得v≈7.9 km/s。
2. 第一宇宙速度如何求
第一宇宙速度即環繞速度,此時萬有引力提供物體作圓周運動的向心力,有GMm/R^2=mv^2/R,
解得v=(GM/R)^0.5,
代入數字得v=7.9Km/s.
3. 第一宇宙速度是怎麼算出來的
地球對周圍的物體都由吸引作用,因而拋出的物體要落回地面。但當物體拋出的初速度達到一定的程度,它就會脫離地球,不再落回地面。這個臨界速度就是第一宇宙速度。具體的演算法是這樣的: GMm/r^2=mv^2/r 得到 v^2=GM/r r近似為地球半徑,地球的引力近似等於物體在地面附近受到的重力。由 mg=mv^2/r可得 v=根號gr 把g=9.8m/s和r=6400km代入上式,得到v=7.9km/s.這就是人造地球衛星在地面附近環繞地球做勻速圓周運動必須具有的速度,就叫做第一宇宙速度,也叫環繞速度。
4. 第一宇宙速度如何計算
第一宇宙速度(V1) 航天器沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度,也叫環繞速度。第一宇宙速度兩個別稱:航天器最小發射速度、航天器最大運行速度。在一些問題中說,當某航天器以第一宇宙速度運行,則說明該航天器是沿著地球表面運行的。按照力學理論可以計算出V1=7.9公里/秒。航天器在距離地面表面數百公里以上的高空運行,地面對航天器引力比在地面時要小,故其速度也略小於V1。
第二宇宙速度(V2)當航天器超過第一宇宙速度V1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱逃逸速度。按照力學理論可以計算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由於月球還未超出地球引力的范圍,故從地面發射探月航天器,其初始速度不小於10.848公里/秒即可。
第三宇宙速度(V3)從地球表面發射航天器,飛出太陽系,到浩瀚的銀河系中漫遊所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。按照力學理論可以計算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。需要注意的是,這是選擇航天器入軌速度與地球公轉速度方向一致時計算出的V3值;如果方向不一致,所需速度就要大於16.7公里/秒了。可以說,航天器的速度是掙脫地球乃至太陽引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破宇宙速度。
第四宇宙速度(V4)宇宙速度的一級,預計物體具有110~120km/s的速度時,就可以脫離銀河系而進入河外星系,這個速度叫做第四宇宙速度。
由於航天器在地球稠密大氣層以外極高真空的宇宙空間以類似自然天體的運動規律飛行,所以實現航天首先要尋找不依賴空氣而又省力的運載工具。
火箭本身既攜有燃燒劑,又帶有氧化劑,能夠在太空中飛行。但要掙脫地球引力和克服空氣阻力飛出地球,單級火箭還做不到,必須用多級火箭接力,逐級加速,最終才能達到宇宙速度要求的數值。
現代運載火箭由箭體結構、動力裝置、制導和控制系統、遙測系統、外測系統、安全自毀和其他附加系統構成,各級之間靠級間段和分離機構連接,航天器裝在末級火箭的頂端位置,通過分離機構與末級火箭相連;航天器外面裝有整流罩,以便在發射初始階段保護航天器。
運載火箭的技術指標,包括運載能力、入軌精度、火箭對不同重量的航天器的適應能力和可靠性。航天器的重量和軌道不同,所需火箭提供的能量和速度也各不相同,各種軌道與速度之間有一定的對應關系。如把航天器送入185公里高的圓形軌道運行所需的速度為7.8公里/秒;航天器進入1000公里高的圓形軌道運行所需速度為8.3公里/秒;航天器進入地球同步轉移軌道運行所需速度為10.25公里/秒;航天器探測太陽系所需速度為12~20公里/秒等。直到今天,只有依靠火箭才能突破宇宙速度,實現人類飛天的理想
5. 求第一宇宙速度的方法
第一宇宙速度的定義是,物體要達到繞地球飛行作圓周運動所需要的速度。
根據牛頓拋物運動原理圖1知,從高山頂A以不同速度V水平拋出的物體,由於受到地球對它的引力使其飛行路線發生彎曲而使物體落回到地面上,當水平拋出物體的速度越大時,物體在地面上的落點離開山腳也越遠;如果沒有空氣阻力,當物體的水平拋出速度足夠大時,物體就永遠不會落到地面上而將圍繞地球球旋轉,成為一顆繞地球運動的人造地球衛星;我們將能使拋出的物體達到上述狀態(在地球表面附近繞地球作勻速圓周運)的拋出速度V(發射速度)稱作人造衛星的第一宇宙速度。
也可以得出此結果。
上述從物理與數學的分析方法來看,無論用哪種方法首先必須准確建立起物理模型與數學模型,然後才能選擇合適的處理途徑進行解答;因此建立模型是同學們在物理學習中必須時刻培養的基本能力。
6. 第一宇宙速度怎麼計算
設地球的質量為M,繞地球做勻速圓周運動的飛行器質量為m,飛行器速度為v,它到地心的距離為r,飛行器運動所需要的向心力是由萬有引力提供,所以:mv^2/r=GMm/r。由此解出:v=根號下GM/r。近地面衛星在100至200千米的高度飛行,於地球半徑6400千米相比,完全可以說是在「地面附近」飛行,可以用地球的半徑R代表衛星到地球的距離r,把數據代入上式中,最後算出v=7.8km/s,叫做第一宇宙速度。
第一宇宙速度,指物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度叫做第一宇宙速度。在一些問題中說,當某航天器以第一宇宙速度運行,則說明該航天器是沿著地球表面運行的。按照力學理論可以計算出v1=7.9 km/s。
7. 第一宇宙速度計算公式是什麼
第一宇宙速度計算公式是GM=V² r。第一宇宙速度分為兩個別稱:航天器最小發射速度、航天器最大運行速度。
在一些問題中說,當某航天器以第一宇宙速度運行,則說明該航天器是沿著地球表面運行的。按照力學理論可以計算出v1=7.9km/s。
第一宇宙速度其他情況簡介。
當航天器超過第一宇宙速度v1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱脫離速度。所謂擺脫地球束縛,就是幾乎不受地球引力影響,這與處於離地球無窮遠點的位置得情況等價。
這里要注意,由於月球還未超出地球引力的范圍,故從地面發射探月航天器,不需要達到第二宇宙速度v2,實際上其初始速度不小於10.848 km/s 即可。
8. 第一宇宙速度的計算方法