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如果能量是守恆的,引力動能與引力勢能是相等的,引力加速所得到的能量從哪裡來?旅行號飛船在飛離太陽系,它要克服太陽的引力,速度應越來越慢才對。
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  • 1 # 艾伯史密斯

    答:人造飛船利用天體進行加速,是可行的。這叫做彈弓效應,但是需要一定條件,並不是所有情況經過天體都會被加速。

    對於彈弓效應,我在高中時,就深刻理解了其中原理,在這,我把自己的理解分享給大家。

    牛頓力學中,有這麼一個經典模型,兩個小球對心進行無損彈性碰撞,我們建立能量守恆和動量守恆公式。

    立馬可以得到一個漂亮關係式。

    不知大家對這個公式有何看法!

    該公式的意思,指的是,彈性碰撞前後兩物體的相對速度,是不變的,這是一個非常漂亮的結果。

    兩物體碰撞前後的“相對速度”,居然是一樣的,而且和兩者的質量無關!

    如果理解了這個結論,那麼彈弓效應就在簡單不過了。

    理想情況下,飛船以較小速度和天體相向而行,那麼兩者的相對速度最大,是兩者速度之和。

    當飛船離開天體時,兩者速度方向一致,又要保持之前的相對速度,那麼只能是飛船被加速了。

    因為萬有引力的作用過程,並沒有能量損失,所以大天體和飛船,也符合相對速度不變的關係式。

    於是存在兩種情況:

    1、如果飛船和天體相向接觸,它們的相對速度大,天體的引力足夠讓飛船的轉向,那麼飛船將被加速。

    2、如果飛船和天體以相同執行方向接觸,這時的相對速度較小,那麼離開天體時,就有可能加速不了多少,甚至被減速。

    所以,彈弓效應是有條件的,並不是飛船經過天體都會被加速,需要看兩者的相對執行速度和方向,實際當中,飛船都是以一定角度和天體接觸,只需在座標分量列出以上關係式就可求解。

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