为什么说只有达到第一宇宙速度才能够脱离地心引力?
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为什么说只有达到第一宇宙速度才能够脱离地心引力?
脱离地心引力的说法不准确,应该是脱离地球束缚。地球引力永远存在,只是由于圆周运动产生的离心力抵消了地球引力,二者正好达到一个平衡。
这种例子在地球上也很常见,比如将一些黄豆放在旋转的圆盘上,黄豆会因为旋转而飞出圆盘。绳子一头拴上重物,握住另一头转动绳子。重物会把绳子拉紧,松开手,重物会飞出去。
圆周运动的离心力可以用公式表示,F=mv^2/r。当离心力等于地球引力时,飞行器做圆周运动。地球引力也就是万有引力可以用公式表示,F=GMm/r^2。让二者相等得到,v^2/r=GM/r^2。简化得到,v^2=GM/r。这里G是万有引力常数6.67*10^-11,M是地球质量5.965*10^24千克。r是飞行器距离地心距离,等于地球半径加强飞行器高度大约是6500千米。经计算这个速度是7.9千米每秒,也就是第一宇宙速度。
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