1、如果像大炮一樣直接發射,那么必須要超過第一宇宙速度才可以進入外太空。
最大運行速度的含義顧名思義,衛星是依靠重力提供的向心力來運動的,如果運行速度超過這個值,重力就小于它應該提供的向心力,衛星就會趨于離心。其實最大運行速度這個說法并不嚴謹,正確的說法是繞地球做勻速圓周運動的最大運行速度。
2、當速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度時,如前所述,有向心的趨勢,但距離達到一定距離后,會因為抵抗地球引力而造成能量消耗,速度會減小,當引力剛好提供向心力時,就會被地球吸引(此時到達遠地點),然后加速向地球飛去。隨后,又會重復類似的情況,到達近地點,再從近地點返回,就這樣在近地點和遠地點之間的橢圓軌道上繞地球飛行,就像地球繞太陽公轉一樣。
1/31附錄:
衛星不是以螺旋狀離開地球,而是以雙曲線軌跡高中物理宇宙,繞太陽做橢圓運動的說法,如果發射速度大于第二宇宙速度,如果發射速度大于第三宇宙速度,衛星就會以雙曲線軌跡離開太陽系,只有當發射速度介于第二和第三宇宙速度之間時,才會繞太陽公轉,只有當第二宇宙速度相當于太陽的“第一宇宙速度”時,才是正確的。
這句話是錯誤的,盡管他認為他糾正了我的錯誤。很多人都會按照這個錯誤的思路去解決問題,而且很容易理解,所以看上去這樣思考似乎沒有什么問題。
按照高中知識,從必修2前面講的“離心運動”的規律來看,這個分析幾乎是正確的。但實際上,我們很少考慮向心力公式中的r是什么,只是單純的講半徑,認為半徑是絕對不變的。因此,當合外力小于我們計算的“向心力”時,我們就認為它在做離心運動。
但任何曲線運動都可以這樣處理:取曲線上一點為中心,在靠近該點的位置取另外兩點。由于這三點不共線,所以總能確定一個圓。當這兩點無限靠近中心點時,所確定的圓的半徑也會無限趨近于某個值,我們稱這個值是曲線在中心點處的曲率半徑。向心力公式里的r其實就是指曲率半徑(你可以去查一下)。
因此,其實按照正確的物理概念,重力總是在橢圓軌道上的各點提供向心力,只不過各點向心力的曲率半徑不同。當它“離心”時,它的曲率半徑大于衛星到地心的距離;當它“向心”時,它的曲率半徑小于衛星到地心的距離。當它到達近地點/遠地點時,它的曲率半徑應該與衛星到地心的距離重合,這樣網校頭條,即使按照高中物理的意義來說,此時它的向心力也等于重力。理由如下:
按照物理學完全嚴謹的觀念,計算向心加速度時應該用曲率半徑高中物理宇宙,計算萬有引力時應該用衛星到地心的距離。顯然兩者的大小和方向都不一樣,所以我們可以把萬有引力分解成一個垂直于速度方向(也就是沿著曲率半徑方向)的力F1和一個平行于速度方向的力F2。F1才是正確意義上的向心力,起著改變速度方向的作用,而F2則起著改變速度大小的作用。既然遠地點時速度方向顯然垂直于衛星到地心的連線,那又怎么能說萬有引力大于向心力呢?
當然你還是可以認為,前往遠地點的時候是離心的,返回地球的時候是向心的,這并不沖突。
如果還有疑問,請繼續提問。