第一宇宙速度怎么求
1. 第一宇宙速度怎么求出来的
第一宇宙速度是航天器最小发射速度,也是航天器最大运行速度。当某航天器以第一宇宙速度运行,则说明该航天器是沿着地球表面运行的。
当航天器以第一宇宙速度作圆周运动时,其向心力为:F=mv2/r。式中:m为航天器质量,v为航天器线速度,r为地球半径。
同时,航天器向心力由地球对航天器的万有引力提供,为:F=G(Mm)/r^2。式中:G为万有引力常数,M为地球质量。
当航天器以第一宇宙速度作圆周运动时,其向心力等于万有引力,即:
mv2/r=G(Mm)/r^2
化简,得:GM=V² r,或V²= GM/r
将地球半径R=6.375×10^6 m,地球质量M=5.965×10^24kg,万有引力常数G=6.67259×10^-11 米^3/(千克·秒^2)代入,并开平方,得v≈7.9 km/s。
2. 第一宇宙速度如何求
第一宇宙速度即环绕速度,此时万有引力提供物体作圆周运动的向心力,有GMm/R^2=mv^2/R,
解得v=(GM/R)^0.5,
代入数字得v=7.9Km/s.
3. 第一宇宙速度是怎么算出来的
地球对周围的物体都由吸引作用,因而抛出的物体要落回地面。但当物体抛出的初速度达到一定的程度,它就会脱离地球,不再落回地面。这个临界速度就是第一宇宙速度。具体的算法是这样的: GMm/r^2=mv^2/r 得到 v^2=GM/r r近似为地球半径,地球的引力近似等于物体在地面附近受到的重力。由 mg=mv^2/r可得 v=根号gr 把g=9.8m/s和r=6400km代入上式,得到v=7.9km/s.这就是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度,就叫做第一宇宙速度,也叫环绕速度。
4. 第一宇宙速度如何计算
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。在一些问题中说,当某航天器以第一宇宙速度运行,则说明该航天器是沿着地球表面运行的。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。
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宇宙速度。
第四宇宙速度(V4)宇宙速度的一级,预计物体具有110~120km/s的速度时,就可以脱离银河系而进入河外星系,这个速度叫做第四宇宙速度。
由于航天器在地球稠密大气层以外极高真空的宇宙空间以类似自然天体的运动规律飞行,所以实现航天首先要寻找不依赖空气而又省力的运载工具。
火箭本身既携有燃烧剂,又带有氧化剂,能够在太空中飞行。但要挣脱地球引力和克服空气阻力飞出地球,单级火箭还做不到,必须用多级火箭接力,逐级加速,最终才能达到宇宙速度要求的数值。
现代运载火箭由箭体结构、动力装置、制导和控制系统、遥测系统、外测系统、安全自毁和其他附加系统构成,各级之间靠级间段和分离机构连接,航天器装在末级火箭的顶端位置,通过分离机构与末级火箭相连;航天器外面装有整流罩,以便在发射初始阶段保护航天器。
运载火箭的技术指标,包括运载能力、入轨精度、火箭对不同重量的航天器的适应能力和可靠性。航天器的重量和轨道不同,所需火箭提供的能量和速度也各不相同,各种轨道与速度之间有一定的对应关系。如把航天器送入185公里高的圆形轨道运行所需的速度为7.8公里/秒;航天器进入1000公里高的圆形轨道运行所需速度为8.3公里/秒;航天器进入地球同步转移轨道运行所需速度为10.25公里/秒;航天器探测太阳系所需速度为12~20公里/秒等。直到今天,只有依靠火箭才能突破宇宙速度,实现人类飞天的理想
5. 求第一宇宙速度的方法
第一宇宙速度的定义是,物体要达到绕地球飞行作圆周运动所需要的速度。
根据牛顿抛物运动原理图1知,从高山顶A以不同速度V水平抛出的物体,由于受到地球对它的引力使其飞行路线发生弯曲而使物体落回到地面上,当水平抛出物体的速度越大时,物体在地面上的落点离开山脚也越远;如果没有空气阻力,当物体的水平抛出速度足够大时,物体就永远不会落到地面上而将围绕地球球旋转,成为一颗绕地球运动的人造地球卫星;我们将能使抛出的物体达到上述状态(在地球表面附近绕地球作匀速圆周运)的抛出速度V(发射速度)称作人造卫星的第一宇宙速度。
也可以得出此结果。
上述从物理与数学的分析方法来看,无论用哪种方法首先必须准确建立起物理模型与数学模型,然后才能选择合适的处理途径进行解答;因此建立模型是同学们在物理学习中必须时刻培养的基本能力。
6. 第一宇宙速度怎么计算
设地球的质量为M,绕地球做匀速圆周运动的飞行器质量为m,飞行器速度为v,它到地心的距离为r,飞行器运动所需要的向心力是由万有引力提供,所以:mv^2/r=GMm/r。由此解出:v=根号下GM/r。近地面卫星在100至200千米的高度飞行,于地球半径6400千米相比,完全可以说是在“地面附近”飞行,可以用地球的半径R代表卫星到地球的距离r,把数据代入上式中,最后算出v=7.8km/s,叫做第一宇宙速度。
第一宇宙速度,指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度。在一些问题中说,当某航天器以第一宇宙速度运行,则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出v1=7.9 km/s。
7. 第一宇宙速度计算公式是什么
第一宇宙速度计算公式是GM=V² r。第一宇宙速度分为两个别称:航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
在一些问题中说,当某航天器以第一宇宙速度运行,则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出v1=7.9km/s。
第一宇宙速度其他情况简介。
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。所谓摆脱地球束缚,就是几乎不受地球引力影响,这与处于离地球无穷远点的位置得情况等价。
这里要注意,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,不需要达到第二宇宙速度v2,实际上其初始速度不小于10.848 km/s 即可。
8. 第一宇宙速度的计算方法