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  • 1 # 李綠林

    第一宇宙速度是7.8千米/秒,這樣可以繞軌道飛行,第二宇宙速度是11.2千米/秒,第三宇宙速度是16.7千米/秒,這樣可以飛出太陽系 。

    物體達到11.2千米/秒的運動速度時能擺脫地球引力的束縛。在擺脫地球束縛的過程中,在 地球引力的作用下它並不是直線飛離地球,而是按拋物線飛行。脫離地球引力後在太陽引力 作用下繞太陽執行。若要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系,物體的運動速度必須達到16.7千/秒。那時將按雙曲線軌跡飛離地球,而相對太陽來說它將沿拋物線飛離太陽。

    人類的航天活動,並不是一味地要逃離地球。特別是當前的應用航天器,需要繞地球飛行,即讓航天器作圓周運動。我們知道,必須始終有一個與離心力大小相等,方向相反的力作用 在航天器上。在這裡,我們正好可以利用地球的引力。因為地球對物體的引力,正好與物體 作曲線運動的離心力方向相反。經過計算,在地面上,物體的運動速度達到7.9千米/秒時,它所產生的離心力,下好與地球對它的引力相等。

  • 2 # 那年那些事er

    一個物體要想離開地球進入宇宙空間,擺脫地球的引力是必須的。而擺脫地球引力的方式無外乎兩種,一種就是以源源不斷的動力做功提供升力抗衡引力,一種就是透過物體達到逃逸速度擺脫引力束縛。

    以源源不斷提供動力離開地球的方法,顯然在實際生活中是不現實的。雖然用這種方法哪怕是一米每秒你都可以離開地球,但是能量的損耗是一個非常大的問題。

    好像一個物體達到逃逸速度離開地球顯然要比前者經濟實惠的多,至少在能源方面二者是不可比較的。

    那麼。為何一個物體或者飛行器達到逃逸速度以後就能離開地球?並且只要保持這個速度就永遠不會落回地球?

    什麼是逃逸速度?

    逃逸速度是一個物體在無動力情況下,離開所在天體或者星系的最小速度。我們地球的逃逸速度為7.9千米每秒。

    一個天體的逃逸速度需要多大,取決於天體引力的大小,而天體引力的大小又取決於天體的質量。質量越大的天體,所需要的逃逸速度也越大。比如月球,質量較小引力弱,逃逸速度只需2.4千米每秒!

    所以在任何時候逃逸速度都不是一個定值。它是根據天體引力大小決定或者所在星系的引力大小決定,也可以說和質量有關係。二者是成正比例關係。

    圓周運動――向心力的作用。

    為何說到逃逸速度要說到圓周運動和向心力,其實這兩者是解開疑問的關鍵因素。

    飛行器或者人造衛星,其實在宇宙空間中就是圍繞地球在做圓周運動。當一個物體圍繞另一個物體做圓周運動時,旋轉的物體會以中心物體為質心,產生一種離心現象。速度越快,這種離心現象越明顯。

    就好比你越過頭頂甩動一根繩子。繩子的一頭被你拉著,另一頭綁著個物體,當整個繩子被你用力甩起來之後,那麼這個物體就會圍繞著你做圓周運動。

    你越來越用力你會發現。繩子另一端的這個物體有向外飛出的趨勢,你越來越難拉住它,當你鬆手,整個物體必然是拋飛的結局,這就是離心現象。

    在整個過程中,繩子起到了拉力作用。而衛星圍繞地球運動,也由萬有引力提供這種拉力――向心力。

    簡單來說,向心力是指物體做圓周運動或者曲線運動時,一種改變物體運動方向,提供拉力,並且作用力指向圓心的力。

    有了這種力的存在,物體才能一直改變運動方向,才能一直做圓周運動。

    明白了向心力和圓周運動的關係。解釋起來就比較簡單了。

    早期的飛行器由火箭助推器提供動力緩緩離開地球之後,由於向心力的作用,使火箭的上升軌跡並不是垂直方向執行,而是一個曲線方式運動,最終這種曲線運動會發展成一個圓周運動。

    當飛行器進入太空到達逃逸速度以後。由於太空的真空環境,飛行器不會像在大氣層以內受大氣的摩擦和阻力減速,可以保持這個速度很久很久。這個時候的飛行器是做無動力飛行。僅依靠自身的慣性產生的慣性力就能飛行。

    到達逃逸速度後,慣性力和向心力的合外力數值是處於0的,這個時候飛行器不離開運動軌道,向心力也不把飛行器拉向地球,二者處於平衡狀態。

    大家簡單瞭解可以這樣認為,由離心現象產生的“離心力”與向心力處於一個力的平衡時,就能夠讓飛行器處於恆定軌道。而前面我說過,“離心力”的大小和速度有關,速度越快,“離心力”越強。7.9千米每秒產生的“離心力”剛好抗衡了地球引力產生的向心力。(這種說法只是為了方便大家理解。但是其實這種解釋是錯誤的。)

    這就是為何逃逸速度能夠使物體逃逸引力束縛的原因。

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