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为什么SpaceX的猎鹰火箭最高速度没有达到第一宇宙速度,就离开地球了? 第1页

  

user avatar   Ivony 网友的相关建议: 
      

第一宇宙速度是指地面上出发的速度,离地球越远环绕速度越低,你想想你要脱离了太阳系,还需要与地球保持第一宇宙速度才不会掉到地球上吗?

所以,第一宇宙速度=地表环绕速度=最大地球环绕速度(也就是说除非你在地球内部,只要达到这个速度最少是环绕,仅考虑引力不考虑其他阻力)。其实一直觉得这个概念没啥意义,尤其是很多人都以为是最小环绕速度,不论你在哪里都必须达到这个速度才能环绕,准确的说这是地表最低环绕速度,不论你在地表哪里都必须达到这个速度才能环绕。


user avatar   yi-yi-31-2-35 网友的相关建议: 
      

楼上各位都没察觉到一个问题:所谓“第一宇宙速度”是按地面的重力加速度计算的,而实际卫星轨道上的重力加速度比地面小,相应的环绕速度都不到“第一宇宙速度”。

比如,“静止卫星”的线速度只有约3 km/s。(起先算错了,半径当成了直径。感谢 Tinglei Zhu徐艺哲 指出)

计算方法为:

同步轨道半径 = 同步轨道高度 + 赤道半径 = 35786 + 6378 = 42164 km

同步轨道周长 = 2 × π × 42164 ≈ 264924 km

轨道周期按24小时计算,则:

V = 132462 ÷ 24 ÷ 3600 = 3.066 km/s


同样的道理,处于离地不同高度,脱离地球所需要的逃逸速度也是不同的。随着离地高度增加,逃逸速度也相应降低。所谓“第二宇宙速度”也是按地面重力加速度来计算的。

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上面斜体部分描述是不确切的,感谢 徐艺哲 的指正。

第二宇宙速度不是按重力加速度计算的,而应该按重力势能来计算。

逃逸速度计算公式为:

式中, 为引力常数。

如果 为地球质量, 为地球半径,计算出来的结果就是通常所说的第二宇宙速度。

就像上面所说的,离开地面一定高度 ,则意味着 增加为 ( 为地球半径),对应的逃逸速度将小于地面的逃逸速度。


对于地球地面来说,前面的逃逸速度计算公式也可以改写为:

式中 为地面重力加速度, 为地球半径。从这个公式中,并不能直接得出逃逸速度和半径、重力加速度之间的关系。

当然,考虑重力加速度和距离的平方成反比,最终也能得到同样的结论,但不如按前面的公式考虑直观。




  

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