第三宇宙速度被称为什么?速度为多少? 第三宇宙速度叫逃逸速度还是脱离速度

第三宇宙速度也被称为逃逸速度 。它是指在某个恒星或行星上的一个物体需要达到的最小速度,才能从该天体引力场的束缚下逃脱并飞向外太空 。如果物体的速度不足以克服引力场的束缚力,它会被吸引回来并坠落回地表 。逃逸速度的大小取决于天体的质量和半径等因素 。
(原创手打,严禁抄袭)
首先回答是:能 。不仅能飞出地球,还能飞出太阳系,银河系 。因为题干确定了一米每秒为速度 。所以一米每秒连黑洞都可以逃出 。
这个问题说白了就是,你如果产生位移,那你的位置会变化吗?这就是个坑啊各位,位移的定义就是表示物体(质点)的位置变化 。
如果大家认同,那么看到这里该明白的也就明白了,可以换下一题了 。
不明白的请继续往下看,科普时间到 。(什么?午时已到?)
(图是我P的请无视)
这个问题会把大家坑在哪里呢?
第一坑:逃逸速度与能否飞出地球混淆;
第二坑:速度与加速度概念混淆;
第三坑:进入轨道失重就是脱离引力的认识误区 。
我们来逐个分析:
第一坑,逃逸速度的误区 。
首先,地球逃逸速度是指在贴着地球外层,达到了这个速度可以无动力甩出去 。是甩出去,脱离地球引力的束缚 。切记!不是不受地球引力,引力的作用是无限远的 。
就是说即使没达到这个速度,推力足够的话你慢慢飞也能飞出去 。达到这个速度,你就不需要动力就能飞出去啦 。
以下括号里的内容可以直接跳过到下一个小标题,想温习物理的可以参考 。
(一个质量为m的物体具有速度v,则它具有的动能为mv^2/2 。假设无穷远地方的引力势能为零,则距离地球距离为r的物体的势能为-mar 。又因为地球对物体的引力可视为物体的重量,所以有GmM/r2=ma即a=(GM)/r2.
所以物体的势能又可写为-GmM/r,其中M为地球质量 。设物体在地面的速度为V,地球半径为R,则根据能量守恒定律可知,在地球表面物体动能与势能之和等于在r处的动能与势能之和,即mV2/2+(-GMm/R)=mv2/2+(-GmM/r) 。
当物体摆脱地球引力时,r可看作无穷大,引力势能为零,则上式变为mV2/2-GmM/R=mv2/2.
显然,当v等于零时,所需的脱离速度V最小,即逃逸速度V=2GM/R开根号,
又因为GMm/R2=mg,所以V=2gR开根号,
另外,由上式可见脱离速度(第二宇宙速度)恰好等于第一宇宙速度的根号2倍 。
其中g为地球表面的重力加速度,其值为9.8牛顿/千克 。地球半径R约为6370千米,从而最终得到地球的脱离速度为11.17千米/秒 。)
地球表面的逃逸速度是11.17km/s 。如果你在飞得高一点,那么逃逸速度更低 。离地球越远,逃逸速度越低 。可以想象,无穷远的时候有一点速度就可以逃逸地球了 。
在环绕的时候达到逃逸速度,无需动力就可以逃逸了 。对,要注意方向,冲着地球栽过去达到这个速度是飞不出去的 。
第二坑,速度与加速度混淆 。
人家都说了,一米每秒,也就是每秒移动一米 。速度恒定,加速度为0 。而地球是有重力的,所以如果垂直向上飞的话,飞船的推力等于其重力 。如果飞船重10吨,那么飞船的垂直推力就是100000牛 。
为什么现实中的飞船是斜着飞出去环绕,而不是垂直呢?我继续给大家现场计算 。
我们设计一个简单的环境模型,忽略空气阻力这些难计算的条件,就是飞船重10吨,以10m/s的加速度由火箭助推,环绕地球进入逃逸轨道 。另一个是垂直恒速火箭助推飞出地球达到逃逸速度,分别计算对比 。
环绕加速飞出的飞船做功≈1248MJ

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