當飛行器的速度達到11.2千米/秒以上時，就可以脫離地球引力的束縛，並環繞太陽公轉。這個速度被叫做第二宇宙速度，又叫做脫離速度。各國發射的行星探測器的初始速度都必須要大於這個速度才行。如果探測器的速度小於11.2千米/秒，並且大於第一宇宙速度7.9千米/秒，就只能環繞地球成為人造衛星。

第二宇宙的計算公式為v=√（2gR），其中R為地球的半徑，地球平均半徑為6371千米。g為地球表面的平均重力加速度，數值大小為9.8米/秒。大家可以動手算一下，注意單位，四捨五入後結果就為11.2千米/秒。至於這個公式是怎麼推匯出來的，這裡就不細說了。

其實第一、第二及第三宇宙速度都是以地球為參考系的。第二宇宙速度是以地球為參考系而言的，在其他行星上的脫離速度就不是這個值了。地球環繞太陽的公轉速度為29.8千米/秒，而第三宇宙速度為16.7千米/秒，為什麼地球沒有脫離太陽引力的束縛？那是因為在地球軌道處要脫離太陽引力的束縛，所需要的速度為42.2千米/秒。

這就是高中物理中的逃逸速度，在高中物理學中，學習了三個與天文學有關的速度，即第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度，其實更準確的應該稱為速率，因為這三個量僅僅是標量，而非向量。

彎腰，撿一塊石頭、用力丟擲，不出幾秒，這顆石頭必然會落在地下，因為即使你用盡全身力氣，石頭扔出去的速度還是太小，仍然無法擺脫地球的引力。

想要逃脫地球引力，唯有加快拋石頭速率。

當丟擲的石頭的速率能達到7.9千米/秒時，石頭所受地球的引力恰好完全充當向心力，這時石頭在引力的作用下就會環繞地球執行，所以發射人造地球衛星的最小速度就是7.9千米/秒。但是發射人造地球衛星的速度也不能太大，如果超過11.2千米/秒時，就會擺脫地球引力，環繞地球執行，成為和地球一個級別的小“行星”。這個速度也被稱為逃逸速度。第三宇宙速度是16.7千米/秒，達到這個速度的飛行器則可以飛出太陽系，翱翔銀河系。

直觀看來，擺脫地球速度當然與地球的引力有關了，地球的引力則與地球的質量有關。透過物理計算有第一宇宙速度v1=√gR，其中g為重力加速度9.8米/秒的二次方，R為地球半徑6.375*10^6米，帶入得v1=7.9千米每秒,V2=√2gR=11.2千米每秒。重力加速度g=GM/R^2，這裡G為引力常量6.67×10-11N·m2/kg2，M為星球質量，R為星球半徑。綜上決定地球逃逸速度大小的數值是地球質量和地球半徑。

向太空發射探測器，涉及到三個非常重要的速度，即三個宇宙速度。第一宇宙速度是7.9千米每秒；第二宇宙速度是11.2千米每秒；第三宇宙速度是16.7千米每秒。

第一宇宙速度是地面附近的物體僅在萬有引力的作用下繞地球做勻速圓周運動的速度，發射衛星時，只要給了衛星這樣的速度，在不考慮空氣阻力的情況下，不需要為衛星提供動力衛星也能在天上飛。第二宇宙速度是探測器無動力脫離地球引力束縛所需的最小速度。第三宇宙速度是探測器在地球上無動力脫離太陽引力束縛所需的最小速度。

如果一個物體能夠一直以5千米每秒的速度遠離地球，5千米每秒的速度小於第一宇宙速度，這個物體到底能不能飛離地球、飛離太陽系？答案是，只有能保持這樣的速度，別說飛出太陽系了，連銀河系也能夠飛出。很多人經常認為探測器的速度必須超過三個宇宙速度才能相應地繞地球轉、飛離地球、飛離太陽系。這種認識是錯誤的。就像一架飛機，它的飛行速度遠低於第一宇宙速度，但是隻要能夠給它不斷提供燃料，它就能夠在天上持續飛行。

飛機和衛星的區別在於飛機有動力，而衛星無動力。三個宇宙速度強調的正是“無動力”情況下的臨界速度。以飛機的速度飛行，必須有動力才不會掉下來，而一旦發射速度超過了第一宇宙速度，即使沒有動力衛星也不會掉下來。

在發射時儘快讓物體的速度達到相應的第一、第二、第三宇宙速度，比持續地提供動力要節省很多燃料，這是發射探測器時注重三個宇宙速度的原因。

另外，三個宇宙速度也有對應的位置，那就是地球軌道、地球表面。在地球表面上發射一顆能夠逃離地球的探測器，只需在地球表面附近將它的速度超過第二宇宙速度11.2千米每秒，之後探測器就會自動飛離地球。若是在月球繞地軌道附近發射一顆能夠逃離地球的探測器，速度只需超過1.5千米每秒。假設有一枚火箭，從地面以1.5千米每秒的速度勻速飛離地球，只要它飛到月球軌道附近時還能有這樣的速度，它就可以逃離地球。只是從地球到月球軌道附近它需要消耗驚人的能量。

題主說的應該是指地球的第二宇宙速度，物體想要逃離地球引力場的影響，那麼發射的最小速度應當在每秒11.2公里以上。

那麼這個速度數值是怎麼得來的呢？

實際上中學物理就可以很好的解決這個問題，我們先從簡單的開始說起。

日常生活經驗告訴我們，如果你要扔一個石塊，選擇好角度後，你用的力越大那麼石頭就飛的越遠，並且會落到地上，這是因為石頭會受到地球引力的影響。但這時，我們思考的再深一些，如果你扔石頭的力量足夠大，再考慮到地球表面並非平直而是圓形的，那麼會出現什麼情景呢？

我們這樣來思考，一般扔石頭，總是飛一段距離就會掉落地面，如果扔的時候力量很大，那意味著它可以飛的更遠，而更遠的距離，地球表面就不能在當做平直來看待了，那麼是否會出現石頭要掉落地面，但因為地面是彎的，所以就導致石頭一直圍繞地面轉圈呢？

利用萬有引力定律和向心力公式我們可以很快算出這一速度，每秒7.9公里，這也就是所謂的第一宇宙速度。這個結果告訴我們，如果地球是個標準的球體，那麼一樣物體在忽略空氣阻力的情況下，只要發射速度達到了每秒7.8公里（發射方向與地面相切），就可以貼著地面永遠不斷的繞圈飛行。

但這樣的速度始終逃離不了地球，那麼以此類推是否也有一個可以正好逃離地球的速度呢？

確實存在，我們可以從能量的角度出發，很簡單，整個過程就只涉及引力勢能和動能這兩個能量的轉化，考慮到能量守恆，因此可以很容易的算出這個速度，數值為每秒11.2公里，即第二宇宙速度。

此外還有第三宇宙速度，也就是逃離太陽引力場束縛的最低速度，思考方式與之前類似。

總的來說，這幾個宇宙速度的核心都離不開萬有引力定律，如果你還能記得中學物理的內部，那麼這個問題就很簡單。

期待您的點評和關注哦！

這個問題，其實和地球的引力有關。

在天文學中，有一句話叫做質量為王，這是因為質量越大的物體，引力也越大。

根據牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中，對萬有引力解釋說：任何兩個物體之間，都有相互吸引力。

這個力的大小與各個物體的質量成正比，而與他們的距離的平方成反比。具體公式如下：

我們之所以離不開地球，不會飛到太空中去，就是因為人與地球質量相差太懸殊。想要離開地球，就要達到一定的速度。

那麼問題來了，速度達到多少時，才可以飛到太空中去呢？

第一宇宙速度

牛頓曾經描述過一個場景，假設在一座高山上有一座威力巨大的大炮，那麼發射出去的炮彈的速度也會足夠快，足夠快的炮彈就可以圍繞著地球轉個不停，像衛星一樣圍繞著地球，永遠不會落下來。

牛頓的理想實驗中，炮彈的速度是每秒7.9千米，這時地球的引力雖然還在起作用，但地球是圓的，物體每往下落多少米，地平線也會相應下降多少米，這樣，這枚炮彈就永遠不會掉下來了。（不考慮大氣作用）

雖然牛頓的時代，牛頓大炮實驗只存在在理論之中，但今天科學家們早已把它變為現實，人造衛星的發射，已經驗證了當物體達到每秒7.9千米時，就可以到達一定高度，不會落入地面。後來，人們也把這個速度叫做第一宇宙速度。

第一宇宙速度和星球自身的質量有關，公式為：

看不懂也沒關係，最後推導結果為v（速度）=7.9km/s時，在不考慮大氣的作用下，衛星即使停止運動，也不會掉下來，但現實中高空之中仍有稀薄大氣，因此現在的人造衛星還需要燃料加速，才能保證不會掉下來，但速度遠低於7.9km/s。

第二宇宙速度

雖然達到第一宇宙速度可以保證物體不會落回地面（不考慮大氣作用），但實際上還沒離開地球，物體還在地球引力的作用下，圍繞著地球做圓周運動。比如人造衛星，就是在第一宇宙速度中運動。

如果想要離開地球，其實就要擺脫地球的引力。具體來說，就是用速度戰勝引力，因此這個速度叫做逃逸速度，也稱之為第二宇宙速度。

那麼，速度達到多少，才可以擺脫地球的引力呢？

科學家有計算過，當速度達到第一宇宙速度的根號2倍，就可以擺脫天體的引力束縛了，透過計算我們可以得知，地球的第二宇宙速度是11.2km/s。

具體計算方法如下，大家看看就行了，看不懂也沒關係。

實際上，雖然科學家計算出了這個速度，但由於地球表面的大氣層比較濃密，因此很難讓飛行器在地面上就達到這個速度，所以，一般情況下是先讓航天器離開大氣層（不同的大氣層，氣壓不同），到達空氣相對稀薄的近地軌道時，再在這時加速。這樣的設計方法可以讓整個飛行器更加節約燃料。

離開地球的速度，專業術語就是地球的逃逸速度，又叫第二宇宙速度。不錯，大小為11.2千米/秒。

為了說明這個問題，咱們先科普一點知識：從地球出發飛向宇宙空間需要一定的速度，因為需要克服地球、太陽等天體的引力，這裡有三個特別重要和明確的速度，即人們常說的三個宇宙速度。下面簡單介紹一下。

第一宇宙速度及其推導和運動軌跡

第一宇宙速度是指從地球上發射的物體能夠環繞地球飛行作圓周運動所需的最小初始速度。又叫環繞速度，大小是7.9千米/秒。它是根據地球表面物體受到地球引力GMm/R²（近似於物體所受重力mg）等於繞地球作圓周運動的向心力mv²/R，即GMm/R²=mv²/R計算求得，其中M為地球質量，G為萬有引力常數，m為物體的質量，R為地球半徑，大小為6371千米，v為所求的環繞速度。

當然也可以用物體所受重力mg≈mv²/R簡單計算求得，其中g為地球表面的重力加速度，大小為9.8米/秒²，由上式化簡得到v≈√gR，代入數值，v≈√9.8x6371000≈7.9千米/秒。從上式可以看出，環繞速度與物體自身的質量無關，只與地球有關。

達到第一宇宙速度的物體就會環繞地球成為一顆人造地球衛星，它的軌跡就是一個正圓。如果物體運動速度大於第一宇宙速度而小於第二宇宙速度，它會仍然環繞地球飛行，但它的軌跡會變成一個橢圓。

第二宇宙速度及其推導――本題的答案

第二宇宙速度是指從地球出發脫離地球引力束縛所需要的最低速度。這個速度就是本題所說的離開地球的速度，它又叫逃逸速度（實際上叫速度是不精確的，因為它實際上是速率。它只表示該物體需運動得多快，而不管方向。也就是說，除了不要一頭扎向地面，向任何方向逃逸都是這個速度），下面咱們著重說一下這個速度。

從它的概念上可知，逃逸速度就是這個物體的動能等於它的重力勢能大小時該物體的速率V，即物體獲得的動能mV²/2來抵消它在地球表面的重力勢能-mgR（將距地球無窮遠處的重力勢能記作0，則距地心為r的地方的勢能為-GMm/r，而地球表面則為-GMm/R，它近似於-mgR，其中R為地球的半徑）時的最低速率，這樣就達到無動力脫離地球引力束縛的狀態。具體計算公式如下：（mV²/2）-mgR=0，得V=√2gR，也就是說，第二宇宙速度是第一宇宙速度的√2倍，即7.9x√2≈11.2千米/秒。從能量守恆角度考慮，物體恰好逃離地球時（無窮遠處）速度降為0，因此才有其動能和勢能之和為0。換句通俗的話，只要物體一開始就達到11.2千米/秒以上的速度，那麼就能保證它能夠逃離地球並最終到達距地球無窮遠處，並不再需要繼續提供能量。這就是為什麼離開地球的最初速度至少要11公里以上的原因。

達到第二宇宙速度的物體會脫離地球，成為一個環繞太陽轉動的人造“行星”。它的軌跡對於地球來說是一條拋物線（它的開口意味著物體不再回到地球），而對於太陽來說則是一個橢圓或正圓。

第三宇宙速度及其運動軌跡

第三宇宙是指物體從地球出發，不但脫離地球引力的束縛，而且也脫離了太陽引力束縛的最低速度，大小為16.7千米/秒。這個物體成為了環繞銀河系飛行的人造“恆星”，它的軌跡對於地球來講是一條雙曲線（它的開口意味著物體不再回到地球），對於太陽系來講是一條拋物線（它的開口意味著物體不再回到太陽系），而對於銀河系中心天體來說，則是一個橢圓或正圓。由於第三宇宙速度與本題無關，它的推導過程這裡不再作深入研究。

這個問題最好改一改：

為什麼獲得11公里每秒（準確的說，應該是11.2公里每秒）的速度之後，什麼都不做就可以離開地球？

注意：這裡離開地球，指的是脫離地球引力範圍，到達離地球無窮遠的地方。

01每秒1米的速度上升，能不能離開地球？

曾經有這樣一個問題：

我以每秒一米的速度，能不能一直上升，離開地球？

答案是肯定的，當然可以呀！

那麼，為什麼書上說、老師說、科普的大神們也是說：離開地球要11.2公里每秒的速度呢？

這裡其實提問者，或者多數人，都混淆第二句話的含義。

02是否需要持續做功是關鍵

首先，無論是1米每秒的速度持續上升，還是直接達到11.2公里每秒，這兩種方式都可以讓你離開地球。

但是，這兩種方法不同的地方就在於：當你在空中時，是否需要持續做功。

1米每秒的速度持續上升

你需要持續不斷的對自己做功，才能維持1米每秒的速度。

這個功的總量，等於你克服引力所做的功——也就是引力勢能的變化量。

以11.2公里每秒的速度升空

如果你在發射時就達到了11.2公里每秒的速度，那麼發射出去以後，你就可以完全不管不顧，自動就會飛出地球。

現在，你明白了麼？

03兩種方法其實是等效的

這兩種方法，其實是等效的。

你用1米每秒的速度勻速上升直到離開地球，所做的功，正好等於，你的速度達到11.2公里每秒時的動能。

也就是說，兩種方法，需要我們自己做的功是一樣的！

區別在於，你是一點點做還是一次性完成！

所以，不要在說“1米每秒的速度就可以離開地球”這樣的話了！

當然，如果你真的懂了上面的解釋，你可以在後面加上一句：“不過，你做的功一點也沒少：因為，你在上升過程中要做的功，等於你直接把速度提高到11.2公里每秒做的功。”

04最後，補充一下11.2公里每秒這個速度是如何計算的

上面從理論上解釋了，下面推導一下計算過程。

其實很簡單，你需要知道兩個公式：

一個是動能的表示式：

一個是引力勢能（大尺度範圍內）的表示式：

以無窮遠處為零勢能面：

中學階段最常用的引力勢能（重力勢能）的表示式是Ep=mgh。這個式子其實只在地表附近才適用。

利用機械能守恆定理，列出方程，並求解：

帶入資料可以得到v=11.2km/s

為什麼離開地球的速度要11公里以上？

離開地球的速度其實有兩個，狹義上來理解就是地球的逃逸速度，廣義上來理解那麼環繞速度也可以算，但兩者區別還是很明顯的！

地球的環繞速度

這個速度特容易理解，地球的環繞速度就是第一宇宙速度，地球是一個球體，從地球到太空有兩個方法：

垂直向上加速，直至衝出大氣層水平方向加速，直至環繞地球的離心力與引力平衡

第一個方法理解起來簡單、暴力、直接，但到了太空之後仍然需要不斷施加推力，否則會被地球的引力拉回地面！

第二個方法實現起來簡單，水平方向加速可以利用地球自轉的速度，而且出了大氣層之後因空氣阻力極小，發動機即使關機也可以繼續環繞地球做圓周運動！

牛頓在《自然哲學數原理》中提出萬有引力定理後曾設想，如果丟擲一個足夠高速度的物體，產生的“離心力”將會和引力平衡，它將不會再掉落到地球上，那麼如何來推導這個計算公式呢？

推導方式很簡單，引力=“離心力”，那麼即可推匯出V的速度：

根據上述公式，求得V≈7.9千米/秒，當然這個速度是地球表面時的速度，當到達近地軌道300千米高度時，這個速度會小那麼一點點，因為地球直徑太大，這300千米的差別非常不明顯！

地球的逃逸速度

當我們在環繞速度的軌道上環繞地球執行時，如果在加速一點，那麼這個軌道就會變成一個橢圓軌道，而加速的位置就是近地點！假如在這個近地點對應的遠地點加速，那麼這個軌道會變成一個高度比原來更高的環繞軌道！假如繼續在近地點加速，那麼這個軌道會拉成一個遠地點更高橢圓軌道！

速度越來越高，那麼這個橢圓軌道將逐漸無法閉合，變成一個拋物線或者雙曲線軌道，當滿足這個最低要求時就成了第二宇宙速度，它的推導方式如下：

假如脫離了地球引力到達了無窮遠處的物體勢能為零，那麼在地球表面時它的勢能為：

那麼在這個物體的在地球表面的動能應該等於該勢能！即：

那麼公式變換得如下，將各項引數代入該公式後計算得：

這就是第二宇宙速度的來歷，這其實也很容易理解！

第三宇宙速度

但很多朋友搞不清楚的一個問題，比如地球上還有個第三宇宙速度是16.7千米/秒，但從環太陽軌道上卻只有一個第二宇宙速度，這是為何？

地球的第二宇宙速度只能逃離地球，並沒說過能逃離太陽環太陽的軌道上只需要逃離太陽即可，不需要再逃離其他行星

因此從地球上出發的航天器需要同時逃離地球和太陽的引力才能逃離太陽系！這個速度是多少呢？

太陽在地球軌道上的逃逸速度是42.2千米/秒地球在太陽軌道上速度是29.8千米/秒

那麼同時逃離太陽和地球的速度需要是v=√11.2^2+(42.2-29.8)^2=16.709千米！

太陽各天體的逃逸速度，當然太陽是最高了，不過也不會有飛船打算從太陽表面逃逸，畢竟是太熱了。而已經從太陽系逃逸的飛行器已經有旅行者一號和二號，但他們無法逃離銀河系！假如要從銀河系逃逸則需要525千米/秒，如果要從黑洞的事件視界逃逸，那麼需要超過光的速度！

百度一下，什麼是第一、第二、第三……宇宙速度！你做在老牛車上不會被甩出去，你站在卡車上不抓緊高速執行拐彎時可能被甩出！

第二宇宙速度，是脫離地球引力的最小速度。離開地球，從力學上來說，就是將一個物體從地球表面移動到離地球無窮遠處所做的功。單位是能量的單位，那麼，賦予這個物體多大的初速度才能使該物體具有這麼大的能量，是很容易計算出來的。這個速度就是第二宇宙速度。