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對于第一宇宙速度很多人并不陌生，在高中物理課堂都有學(xué)習(xí)過一二，知道第一宇宙速度是多少。但是V1＝7．9公里／秒，這個數(shù)字是怎么來的呢，除了第一宇宙，還存在其它的宇宙速度嗎？下面是奧秘世界為整理出最詳細(xì)的第一宇宙速度推導(dǎo)過程及相關(guān)宇宙速度的信息。 第一宇宙速度是多少 第一宇宙速度，是指航天器沿地球表面作圓周運(yùn)動時(shí)必須具備的速度，也叫環(huán)繞速度。第一宇宙速度兩個別稱：航天器最小發(fā)射速度、航天器最大運(yùn)行速度。在一些問題中說，當(dāng)某航天器以第一宇宙速度運(yùn)行，則說明該航天器是沿著地球表面運(yùn)行的。按照力學(xué)理論可以計(jì)算出V1＝7．9公里／秒。航天器在距離地面表面數(shù)百公里以上的高空運(yùn)行，地面對航天器引力比在地面時(shí)要小，故其速度也略小于V1。第一宇宙速度（V1）物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度叫做第一宇宙速度。 
物體達(dá)到11.2千米/秒的運(yùn)動速度時(shí)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并不是直線飛離地球，而是按拋物線飛行。脫離地球引力后在太陽引力 作用下繞太陽運(yùn)行。若要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系，物體的運(yùn)動速度必須達(dá)到16.7千/秒。那時(shí)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，并不是一味地要逃離地球。特別是當(dāng)前的應(yīng)用航天器，需要繞地球飛行，即讓航天器作圓周運(yùn)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。在這里，我們正好可以利用地球的引力。因?yàn)榈厍驅(qū)ξ矬w的引力，正好與物體 作曲線運(yùn)動的離心力方向相反。經(jīng)過計(jì)算，在地面上，物體的運(yùn)動速度達(dá)到7.9千米/秒時(shí)，它所產(chǎn)生的離心力，下好與地球?qū)λ囊ο嗟取＿@個速度被稱為環(huán)繞速度。 上述使物體繞地球作圓周運(yùn)動的速度被稱為第一宇宙速度；擺脫地球引力束縛， 飛離地球的 速度叫第二宇宙速度；而擺脫太陽引力束縛， 飛出太陽系的速度叫第三宇宙速度。根據(jù)萬有引力定律，兩個物體之間引力的大小與它們的距離平方成反比。因此，物體離地球中心的距 離不同，其環(huán)繞速度(第一宇宙速主)和脫離速度(第二宇宙速度)有不同的數(shù)值。 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,可以沖出地球,第三宇宙速度是16.7千米/秒,這樣可以飛出太陽系 第六宇宙速度：第六宇宙速度是指在地球上以這一速度發(fā)射飛船，即可脫離全宇宙的引力的速度，由于目前尚未測準(zhǔn)宇宙總質(zhì)量，因此沒有準(zhǔn)確數(shù)值。而現(xiàn)在，連第四宇宙速度的準(zhǔn)確值尚無法辨認(rèn)。 第六宇宙速度 假設(shè)在宇宙邊界之外，還有別的世界…… 那么要脫離宇宙，到達(dá)另一個世界，需要的最低速度有多大？第六宇宙速度這個概念便產(chǎn)生了。 當(dāng)在地球上以這一速度發(fā)射飛船，即可脫離全宇宙的引力，由于目前尚未測準(zhǔn)宇宙總質(zhì)量，因此沒有準(zhǔn)確數(shù)值。 宇宙速度定義 
宇宙速度是指物體達(dá)到11.2千米/秒的運(yùn)動速度時(shí)能擺脫地球引力束縛的一種速度。在擺脫地球束縛的過程中，在地球引力的作用下它并不是直線飛離地球，而是按曲線飛行。脫離地球引力后在太陽引力作用下繞太陽運(yùn)行。若要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系，物體的運(yùn)動速度必須達(dá)到16.7千米/秒。那時(shí)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。 第一宇宙速度 眾所周知，第一宇宙速度是是指物體緊貼地球表面作圓周運(yùn)動的速度(也是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是最大繞行速度)， 第二宇宙速度 第二宇宙速度是指物體完全擺脫地球引力束縛，飛離地球的所需要的最小初始速度， 第三宇宙速度 第三宇宙速度是指在地球上發(fā)射的物體擺脫太陽引力束縛，飛出太陽系所需的最小初始速度， 第四宇宙速度 所謂第四宇宙速度，指在是地球上發(fā)射的物體擺脫銀河系引力束縛，飛出銀河系所需最小初始速度，大約為110-120km/s，指在銀河內(nèi)絕大部分地方所需要的航行速度。如充分利用太陽系圍繞銀心的轉(zhuǎn)速，最低航行速度可為82km/s。由于人類對銀河系所知甚少，銀河系的質(zhì)量以及半徑等無法取值，這個數(shù)字還需要很久才能形成公論。 第五宇宙速度 第五宇宙速度指航天器從地球發(fā)射，飛出該星系群最小速度，因?yàn)楸拘窍等旱陌霃健①|(zhì)量均未有足夠精確數(shù)據(jù)，因而無法準(zhǔn)確得知數(shù)據(jù)大小。科學(xué)家估計(jì)該星系群尺度大概有500--1000萬光年，照這樣算，需要1500--2250km/s的速度才能飛離，但這個速度以人類科學(xué)發(fā)展水平，至少需要幾百年才能達(dá)到，所以只是一個幻想。 一、第一宇宙速度推導(dǎo)過程 
在做第一宇宙推導(dǎo)時(shí)理解人造衛(wèi)星在地面附近(高度忽略)繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，其軌道半徑近似等于地球半徑R，其向心力為地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力，其向心加速度近似等于地面處的重力加速度。 所以，物體所受重力=萬有引力= 航天器沿地球表面作圓周運(yùn)動時(shí)向心力，在這里，正好可以利用地球的引力，在合適的軌道半徑和速度下，地球?qū)ξ矬w的引力，正好等于物體作圓周運(yùn)動的向心力。 1、萬有引力定律 F=GM1M2/(r2) (G=6.67×10N·m) 可以讀成F等于G乘以M1M2與R的平方的商 注： F: 兩個物體之間的引力 G: 萬有引力常數(shù) m1: 物體1的質(zhì)量 m2: 物體2的質(zhì)量 r: 兩個物體之間的距離 2、物體所受重力=萬有引力= 航天器沿地球表面作圓周運(yùn)動時(shí)向心力的公式表達(dá)為： mg=GMm/r 2=mv 2/r mg=mv 2/r 解得v 2=gr 將R地=6.37×10 6m，g=9.8 m/s 2 代入，并開平方，得 v= 7.9 km/s 注：①第一個R是衛(wèi)星的軌道半徑，第二個R是地球半徑，g是重力加速度。但是在計(jì)算第一宇宙速度時(shí)，假定衛(wèi)星的軌道半徑等于地球半徑。也就是衛(wèi)星在地面的高度飛行。因此兩者相等。 ②由于在地面時(shí)g=GM/R 2，所以gR=GM/R，因此兩個公式相等。 結(jié)論，兩道公式在推導(dǎo)方式和具體含義上不同，但是在數(shù)學(xué)結(jié)果上相等。公式一的適用范圍更廣，適合于任何軌道上的環(huán)繞速度計(jì)算。公式二只能用于計(jì)算最小第一宇宙速度。 二、第一宇宙速度的應(yīng)用 
事衛(wèi)星等。 航天飛行器：發(fā)射無人/載人航天飛行器、星際旅行飛行器、運(yùn)貨飛船以及空間站。 三、關(guān)于第一宇宙速度常見問題 1.關(guān)于第一宇宙速度的運(yùn)行周期可以是60分鐘么？ 不可以。第一宇宙速度7.9km/s ，地球半徑6400km，周長為40192km ，周期為40192/7.9=5087 (s)>60分鐘。 2.一個運(yùn)行速度為第一宇宙速度的衛(wèi)星的運(yùn)行周期可以是24小時(shí)嗎? 不能。第一宇宙速度的衛(wèi)星的運(yùn)行周期大約是85分。 3.月球的第一宇宙速度？ 月球的第一宇宙速度約是1.68km/s。 相關(guān)的宇宙速度 
仍然在繼續(xù)，如何超越一層層的宇宙速度，探索更廣闊的宇宙奧秘，仍是人們科技進(jìn)步的尋求。假如我們?nèi)祟惓接钪娴乃俣饶艹惺艿臉O限多少，能看到又是怎么樣的一個宇宙呢？ |
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