聽說過牛頓的大炮的故事嗎:牛頓說在一座高山上架起一門大炮,只要這門炮的威力足夠大,炮彈 的速度足夠快,炮彈就可以圍繞地球不停的轉(zhuǎn)而不會掉下來。那炮彈的速度是多少才不會掉下來呢?又是為什么呢?我們已經(jīng)知道物體在空中自由下落的速度是4.9米每秒,而地球是圓形的,它每7.9公里就向地平線下下降4.9米,如果炮彈每秒飛行7.9公里同時(shí)下降4.9米,那這發(fā)炮彈就永遠(yuǎn)不會掉下來了。
宇宙速度是根據(jù)萬有引力計(jì)算出來的,第一宇宙速度是每秒7.9千米/秒,物體如果達(dá)到7.9千米/秒的速度,它就會永遠(yuǎn)地繞地球運(yùn)行而不會從天上掉下來,我們也之稱為環(huán)繞速度;第二宇宙速度是每秒11.2千米/秒,物體如果達(dá)到這個(gè)速度,將會逃離地球的束縛飛向星際空間,我們也之為脫離速度;第三宇宙速度是每秒鐘16.7千米/秒,若是要到太陽系外去旅行那就要達(dá)到這個(gè)速度。
宇宙速度:從地球表面發(fā)射的航天器環(huán)繞地球、脫離地球引力或飛出太陽系所需的最小速度。
能環(huán)繞地球在最低的圓形軌道上運(yùn)行的速度稱為第一宇宙速度,約為7.9千米/秒;脫離地球引力的最小速度稱為第二宇宙速度,約為11.2千米/秒;飛出太陽系的最小速度稱為第三宇宙速度,約為16。7千米/秒。
第一宇宙速度(又稱環(huán)繞速度):是指物體緊貼地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)的速度。
第二宇宙速度(又稱脫離速度):是物體完全擺脫地球引力束縛,飛離地球的所需要的最小初始速度。
第三宇宙速度(又稱逃逸速度):是在地球上發(fā)射的物體擺脫太陽引力束縛,飛出太陽系所需的最小初始速度。其大小為16。7千米/秒。
環(huán)繞速度和逃逸速度也可應(yīng)用于其他天體。例如計(jì)算火星的環(huán)繞速度和逃逸速度,只需要把公式中的M,R,g換成火星的質(zhì)量、半徑、表面重力加速度即可。
決定因素
逃逸速度取決于星球的質(zhì)量。如果一個(gè)星球的質(zhì)量大,其引力就強(qiáng),逃逸速度值就高。反之一個(gè)較輕的星球?qū)休^小的逃逸速度。逃逸速度還取決于物體與星球中心的距離。距離越近,逃逸速度越大。地球的逃逸速度是11.2公里/秒,太陽的逃逸速度為617.7公里/秒。
如果一個(gè)天體的質(zhì)量與表面引力很大,使得逃逸速度達(dá)到甚至超過了光速,該天體就是黑洞。黑洞的逃逸速度達(dá)30萬千米/秒。一般認(rèn)為宇宙沒有邊界,說宇宙中的物質(zhì)逃離到別的地方去這樣的問題沒有意義,因此,說宇宙的逃逸速度也似乎沒有意義。
以上內(nèi)容參考:百度百科-第二宇宙速度