為什麼第一宇宙速度是最大環繞速度

2021-09-10 15:44:30 字數 4613 閱讀 9489

1樓:陽光語言矯正學校

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(first cosmic velocity)。

第一宇宙速度別稱:太空飛行器最小發射速度、太空飛行器最大執行速度、環繞速度。

而在一些問題中說,當某太空飛行器以第一宇宙速度執行,則說明該太空飛行器是沿著地球表面執行的。按照力學理論可以計算出v1=7.9 公里/秒。

實際上,地球表面存在稠密的大氣層,太空飛行器不可能貼近地球表面作圓周運動,必需在 150 千公尺的飛行高度上,才能繞地球作圓周運動。太空飛行器在距離地面表面數百公里以上的高空執行,地球對太空飛行器引力比在地面時要小,故其速度也略小於v1。在此高度下的環繞速度為 7.

8 千公尺/秒。

2樓:獨孤求答獎

同步衛星的軌道是確定的。所以v同=ω同*r同,這個公式也沒什麼意義。和前面那個公式沒有比較意義。

第一宇宙速度是貼近地表的勻速圓周環繞速度,由於太空飛行器都不貼近地表,所以速度都小於第一宇宙速度,所以將第一宇宙速度稱為最大環繞速度。不過前提是太空飛行器作圓周運動。

一般太空飛行器是可以大於第一宇宙速度的,不過不超過第二宇宙速度,因為超過第二宇宙速度就會脫離地球。

為什麼第一宇宙速度是最大的環繞速度,是最小的發射速度

3樓:匿名使用者

這要看第一宇宙速度是怎麼得出來的。

當太空飛行器以最小半徑(地表附近)圍繞地球運動時,是物體做勻速圓周運動。此時太空飛行器所受到的萬有引力等於向心力,即:gmm/r^2=mv^2/r。

化簡後,得:gm=v² r。其中的g是萬有引力常數,m為地球質量,r為太空飛行器的軌道半徑,在此即為地球半徑,v為太空飛行器速度。將各數值代入後,v=7.9 公里/秒。

說它是最小發射速度,是因為如果小於這個速度,太空飛行器就不能環繞地球飛行,太空飛行器就會飛行一段時間後落回地面。打個比方,向前使勁扔一塊石頭,扔出去的速度越大,石頭飛出去的距離越遠。當以某個速度扔出去時,石頭下落的弧度正好等於地球表面彎曲的弧度時,這塊石頭就不會落回地面了,它就會永遠環繞地球飛行(忽略大氣阻力等其他因素),它就是一顆人造衛星了。

而這個速度就是第一宇宙速度。所以說,第一宇宙速度是最小發射速度。

說它是最大環繞速度,還是看上面化簡後的公式。在公式中,速度與半徑成平方反比,就是說,太空飛行器的飛行軌道半徑越大,當它保持向心力等於萬有引力時,它的飛行速度就越小。

第一宇宙速度是以軌道半徑與地球半徑相同為基礎計算出來的,但實際上沒有一顆人造衛星或太空飛行器會擦著地皮飛行,總會有一定軌道高度的,至少要離開地球大氣層,也就是100公里高度。只要離開地面,具有了一定的軌道高度,它環繞地球飛行時的速度就會小於第一宇宙速度。一顆近地軌道人造衛星的線速度大約在7.

8公里/秒左右,而一顆飛行在距離地面3.6萬公里高度的地球同步衛星的線速度就只有3.1公里/秒。

所以說,第一宇宙速度是最大環繞速度。

明白了嗎?

4樓:覃

切記,「最小發射速度」和「最大環繞速度」都是對於特定軌道高度來講的。前者是指如果速度沒有達到第一宇宙速度,會導致近地距離小於地球半徑(就是砸回地面);而環繞速度會隨著軌道高度的增加而減小,以地球半徑為軌道半徑的圓軌道是最低的一條環繞軌道,因此具有最大的環繞速度。

若衛星以比第一宇宙速度大比第二小速度發射會怎樣?

如果發射的角度合適,會進入乙個橢圓軌道,越是接近第二宇宙速度偏心率越大。10km/s的速度遠遠大於第一宇宙速度,可以打出乙個偏心率很大的橢圓軌道了(如果速度到了10.8km/s就可以上地球-月球轉移軌道,也就是遠地點可以有38.

4萬千公尺)。

若我以5km/s發射,又會怎樣?

不管速度的方向如何,最後都會砸回地面。日常生活中就會有感性的認知,就是跳躍,速度越快可以跳得越高,只要速度不超過第二宇宙速度,但最終還會被地球引力拉回地球。航天上有乙個術語——亞軌道。

5樓:就是那樣

對於環繞速度,如果比第一宇宙速度再大一點,物體就要脫離環繞軌道,飛出去了,所以不能再大了,它就是最大環繞速度。對於發射速度,如果物體速度小於發射速度,那麼它就擺脫不了地球引力,也就不會飛到外太空去,所以不能再小了,它就是最小發射速度。

6樓:終級成城

由gm/r^2=v^2/r

得gm/r=v^2

所以r越小v越大。發射的衛星的高越高其線速v越小。第一宇宙速度也叫環繞速度其軌道半經等於地球半徑,所以是最大速度。

由於軌道半徑越大高度越高,發射時克服重力做的功就越多,需要的初動能越大,初速度越大發射速越大。

為什麼第一宇宙速度環繞速度最大

7樓:宇宙幽蘭

通俗易懂地說:第一宇宙速度就是使物體繞地球作圓周運動的速度,也叫環繞速度,發射繞地衛星的最小速度,7.9公里/秒(按照力學理論計算得出)

注:如果沒達到最小速度地球的萬有引力會將它拉回地球表面。

經過計算,在地面上,物體的運動速度達到7.9千公尺/秒時,它所產生的離心力,正好與地球對它的引力相等。這個速度被稱為環繞速度。

第一宇宙速度介於7.9公里/秒到11.2公里/秒這個區間範圍[7.9,11.2)內。

在這範圍內,衛星做繞地飛行。

當達到11.2公里/秒的運動速度時能擺脫地球引力的束縛,稱做逃逸速度,也叫第二宇宙速度(脫離地球引力後在太陽引力 作用下繞太陽執行。)

這裡所說環繞速度和逃逸速度都是相對於地球來說的。

8樓:匿名使用者

第一宇宙速度環繞速度最大,這是什麼意思,能說具體一點嗎

為什麼第一宇宙速度是最大環繞速

9樓:匿名使用者

看一bai下第一宇宙速度

的計算公式:du

gm=v² r,或:gm/r=v² 。

看到了吧?zhi

環繞速度與星球dao的質量成正比,而與版環繞半徑成反比權。

地球的第一宇宙速度是以環繞半徑為地球半徑時計算得到的,就是說,這個7.9千公尺/秒的速度,是衛星以地球半徑為執行半徑的,衛星是貼著地面飛的,如果速度比這個數值小,衛星就不能環繞地球飛行了,就會落回地面了

只要衛星的執行軌道比地球半徑大,所需要的速度就會小於第一宇宙速度。例如,在距離地面300千公尺左右的高度飛行時(通常空間站的軌道高度),執行速度就在7千公尺/秒左右。軌道高度再高一些,半徑再增大,速度就可以更低。

在地球同步軌道上執行的通訊衛星,執行線速度只有3千公尺/秒多一點。

所以,把第一宇宙速度叫做最大環繞速度。

為什麼說第一宇宙速度是最大環繞速度 而7.9km/s到11.2km/s還是可以繞地球運動

10樓:茶香滿滿

首先區分兩個bai概念:

du1、發射速度 2、環繞速度zhi(執行速度)dao

第一、第

二、第三宇宙速專度指的都是發射速屬度,發射速度大於等於7.9km/s小於11.2km/s,這樣發射出去的衛星是繞地球運動的。

然後再研究衛星繞地球運動,一旦成為衛星,地球對它的引力提供向心力

則有:gmm/r²=mv²/r

可求得:v=√gm/r,可見軌道半徑越大,衛星執行的速度越小

最小的圓周的軌道半徑,對應最大的執行速度,r帶地球半徑,這個執行速度剛好是7.9km/s,軌道半徑越大,執行速度就小於7.9km/s了

下面解釋,為什麼那麼大的發射速度,繞地球執行速度反而小了呢?

我們豎直上拋小物體,會發現小物體往上運動的時候速度越來越小,而高度是越來越高的。其實在這個過程中,只有重力做功,機械能守恆,動能減少(動能ek=½mv²),重力勢能增加了。

丟擲小球的初速度越大,小球上公升的高度越高。

現在我們發射衛星(平拋),發射速度越大,它做離心運動,會離地面越遠,遠離地面過程,動能減小(速度減小),重力勢能增加。所以執行的速度比發射的速度小。

以上說法僅幫助你理解,真實發射衛星比這個要複雜。

11樓:匿名使用者

7.9km/s,是

衛星bai剛好貼著地球du做圓周運動的速度。也就是此時zhi,衛dao星在地表的重力版

完全充當向心力。

但是衛星要進入更高軌道,就得在剛才的近地軌道增大能量(也就是加速),比如速度增加到11.2, 速度增加了,如果軌道半徑不變,那麼向心力就得增加。但權是萬有引力怎麼能增加呢。

所以此時就做離心運動。 隨著半徑的增加,動能變為勢能,速度降低,直到沿著地球半徑的速度降為零,再下降。 如此往復,就是個橢圓軌道了

第一宇宙速度也就是最大環繞速度嗎

12樓:陽光語言矯正學校

第一宇宙速bai度,指物體du在地面附近繞地球做zhi勻速圓周運動

dao的速度叫做第一宇宙速度(first cosmic velocity)。專屬

第一宇宙速度別稱:太空飛行器最小發射速度、太空飛行器最大執行速度、環繞速度。

而在一些問題中說,當某太空飛行器以第一宇宙速度執行,則說明該太空飛行器是沿著地球表面執行的。按照力學理論可以計算出v1=7.9 公里/秒。

實際上,地球表面存在稠密的大氣層,太空飛行器不可能貼近地球表面作圓周運動,必需在 150 千公尺的飛行高度上,才能繞地球作圓周運動。太空飛行器在距離地面表面數百公里以上的高空執行,地球對太空飛行器引力比在地面時要小,故其速度也略小於v1。在此高度下的環繞速度為 7.

8 千公尺/秒。

為什麼第一宇宙速度是最小發射速度,最大環繞速度

第一宇bai宙速度為7.9km s。當物體以du這個速度在運動,zhi 它就剛好能克服dao 地球的引力,但版是還是未權能徹底擺脫地球對其的束縛,所以物體在這個速度時,會環繞地球作圓周運動 當物體運動的速度比 第一 小時,地球就會把物體 拉 回來。所以,火箭要公升空,要飛出大氣層,飛到太空去,發射速...

為什麼第一宇宙速度是最小發射速度

這個按照物體的平拋運動理解就行了。平丟擲去的物體沿拋物線下降,並掉落地面。初速度越大,物體丟擲去的距離就越遠。如果達到某一速度,讓物體下降的弧度等於地球表面彎曲的弧度,這個物體就不會再掉落地面了,就會圍繞地球執行了。這個速度就是地球的第一宇宙速度了。如果要公式,那就是f ma,這個a是向心加速度,等...

為什麼物體以第一宇宙速度丟擲,就會繞地球做圓周

應為第一宇宙速度等於逃逸速度,萬有引力等於向心力,要產生向心力必須以一定速度運動,而向心力要與引力平衡,所以就有繞地球運動.並且符合機械能守恆,所以會一直繞下去.為什麼一定要達到第一宇宙速度才能脫離地心引力 宇宙速度是用萬有引力定律推算出來的乙個理論值。太空飛行器在地球表面以一定的速度水平發射,當超...