作业帮第1－3宇宙速度如何计算得出的?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/16 20:39:57
第1－3宇宙速度如何计算得出的?
第1－3宇宙速度如何计算得出的?
第1－3宇宙速度如何计算得出的?
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.
牛顿万有引力公式
G*M*m/r^2 = m*(v^2)/r G引力常数，M被环绕天体质量，m环绕物体质量，r环绕半径，v速度。
得出v^2 = G*M/r,月球半径约1738公里，是地球的3/11。质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81。
月球的第一宇宙速度约是1.68km/s。再根据：V^2＝GM(2/r-1/a) a是人造天体运动轨道的半长径。a→∞，得第二宇宙速度V2=2.38k...
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G*M*m/r^2 = m*(v^2)/r G引力常数，M被环绕天体质量，m环绕物体质量，r环绕半径，v速度。
得出v^2 = G*M/r,月球半径约1738公里，是地球的3/11。质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81。
月球的第一宇宙速度约是1.68km/s。再根据：V^2＝GM(2/r-1/a) a是人造天体运动轨道的半长径。a→∞，得第二宇宙速度V2=2.38km/s.
一般：第二宇宙速度V2等于第一宇宙速度V1乘以√2（根号2）。
第三宇宙速度V3较难：
绕太阳运动的平均线速度为29.8km/s。在地球轨道上，要使人造天体脱离太阳引力场的逃逸速度为42.1km/s。当它与地球的运动方向一致的时候，能够充分利用地球的运动速度，在这种情况下，人造天体在脱离地球引力场后本身所需要的速度仅为两者之差V0=12.3km/s。设在地球表面发射速度为V3，分别列出两个活力公式并且联立：V3^2-V0^2=GM(2/r-2/d) 其中d是地球引力的作用范围半径，由于d远大于r，因此和2/r这一项比起来的话可以忽略2/d这一项，由此就可以计算出：V3=16.7km/s，也就是第三宇宙速度。
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