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第三宇宙速度的推导(第三宇宙速度的推导图片)
1、所以W1＝G所谓三个宇宙速度是指在地球上发射人造航天器，实现绕地飞行、逃离地球、逃离太阳系的小速度。
2、这三个速度分别为7.9km/s、11.2km/s、16.7km/s，这三个速度在地球上叫做宇宙速度，又叫环绕速度；第二宇宙速度，又叫脱离速度；第三宇宙速度，又叫逃逸速度。
3、首先说一下这三个宇宙速度是怎么来的。
4、这得从牛顿说起。
5、在三百多年前，一个苹果掉到牛顿的头上，砸开了他的天眼，使他冥冥之中看到了宇宙的线曙光，这就是四种基本力中早发现的一种力，叫万有引力。
6、当然苹果砸头只是一个传说，并没有确切的依据，但牛顿发现了万有引力的规律，这个是没有任何疑义的。
7、牛顿发现的万有引力定律表述在其1687年出版《自然哲学的数学原理》一书中，但由于当时的实验条件，万有引力常量G一直未能得出数据，一直到1789年，英国又出了个伟大人物叫卡文迪许，他用改进的扭秤实验得出了引力常量G的数值，这样使万有引力定律如虎添翼，成为科学发展的一根重要支柱。
8、由此，卡文迪许被誉为称量地球的人。
9、从此，万有引力定律表述为：F=GMm/r^2这里，F表示引力值；G为引力常量，取值约6.67x10^11N·m^2/kg^2；M和m为引力作用大小物体质量；r为引力作用大小物体之间质心的距离。
10、从引力定律可以看出，引力的影响是与质量乘积成正比，与距离平方成反比的，是与距离呈平方指数衰减的，这就说明距离越远引力衰减得越快。
11、人们根据万有引力定律，推演出速度与引力之间的关系，即天体的环绕速度计算公式和逃逸速度计算公式，表述为：环绕速由v地球绕太阳=29.8km/s度公式v'=√（GM/r）式中，v'为环绕速度，G为天体质量，r为天体半径。
12、逃逸速度公式v"=√（2GM/R）式中，v"为逃逸速度，G为天体质量，r为天体半径。
13、根据这两个公式，就可以计算出地球的宇宙速度和第二宇宙速度。
14、我们可以来验证一下，地球的质量为5.965x10^24kg，半径约6371km，代入公式：环绕速度v'=√(5.965x10^24x6.67x10^-11/6371000)≈7.9km/s逃逸速度v"=√(2x5.965x10^24x6.67x10^-11/6371000)≈11.2km/s三个宇宙速度具体数值只是相对地球而言，在宇宙中并不通用。
15、宇宙速度是飞行器绕地飞行所需速度，既脱离不了地球引力，也逃脱不了地球引力。
16、而且这个速度是从地表起飞时必须达到的速度，巡航速度就要看距离地表多高了，越高所需速度越慢，越低所需速度越快。
17、如地球同步卫星距离地表35786km，距离地心42164km，在这个高度只要速度达到约3.1km/s就不会掉下来，也飞不走。
18、第二宇宙速度是脱离地球引力速度，也就是说达到这个速度，地球引力就拽不住这个航天器了，就可以飞往其他的行星。
19、在地球上，起飞速度只要达到了每秒11.2km的速扩展资料度，就可以飞往火星了。
20、第二宇宙速度相对其他星球来说，就是环绕速度和逃逸速度，在宇宙中通用的只有这两个速度。
21、所有的天体都有这两个速度。
22、如果根据上述公式计算，可以算出太阳环绕速度为436.6km/s，就是所谓太阳的宇宙速度；太阳逃逸速度为617.7km/s，就是太阳的第二宇宙速度。
本文到这结束，希望上面文章对大家有所帮助。
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