第一宇宙速度的物理意义
作者:陈泽婉
文章来源:星火网校
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早期人们在探索航天途径时,为了估计克服地球引力、太阳引力所需的最小能量,引入了三个宇宙速度的概念。今天我们要学习的是第一宇宙速度的物理意义。
第一宇宙速度的物理意义
第一宇宙速度就是指,物体在环绕地球作匀速圆周运动所需要达到的速度。
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作圆周飞行。我们都知道物体要做匀速圆周运动需要向心力,因为航天器是离开地面运动的,因此不会受到地面支撑力,那么此时它受到的力接近于地球对它的引力。当物体速度小于第一宇宙速度时,被发射物体最终仍将落回地面,而当物体在获得这一水平方向的速度以后,不需要再加动力就可以环绕地球运动。
第一宇宙速度是多少
第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近绕地球做“匀速圆周运动”所必须具有的速度。此时物体所受重力=万有引力=航天器沿地球表面作圆周运动时向心力。因此可以推导出第一宇宙速度的大小,推导公式为:F=GMm/r2=mv*v/r,其中地球质量为M,卫星质量为m,地球半径为R,万有引力常数G,地球表面重力加速度g。根据这一公式可以计算出v1=7.9 公里/秒。
第一宇宙速度的实际应用
1、人造卫星。例如气象卫星、勘测卫星、通讯卫星、军事卫星等。
2、航天飞行器。发射无人或载人航天飞行器、星际旅行飞行器、运货飞船以及空间站。
以上就是第一宇宙速度的物理意义和实际应用。因为第一宇宙速度被广泛运用在航空航天领域当中,因此也就有了“航天器最小发射速度”和“航天器最大运行速度”的别称。
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