投出去的球要飛出多快的速度,才能克服地球的重力?

假設無視空氣阻力，在地上朝遠方投一顆球。愈用力投球，球就飛得愈遠，不過最後球還是會因重力而墜落。如果投球的力量夠大，或許球在掉落之前就能繞行地球一圈了（如圖3）。這就是人造衛星的原理。

為什麼人不會被扔到太空中？

原來如此！

因為地球上的人受到離心力與地心引力的影響，而「地心引力」大於「離心力」！

人站在地球上。這對我們來說天經地義，可為什麼我們人類得以站在地球上，不會被甩飛到宇宙裡呢？

地球的自轉是24小時一圈。赤道周長約4萬公裡，所以在赤道上的移動秒速甚至來到460米上下。與此同時，旋轉中的物體上又有「離心力」在運作。這是一種從旋轉中心向外牽引的力量。換言之，站在地球上的我們，假如只受離心力影響，就會被地球扔飛到太空中。然而實際上並非如此，那是因為我們身上有「地心引力」。

所有的物體彼此都會受到兩者間交互吸引的力量（引力）所影響，地球與地球上的物體也會互相拉拽。地球的重量約有6,000,000,000兆噸之多，它可以強力拉住我們。而且離心力不過只有地心引力的三百分之一，所以人不會被地球扔出宇宙（圖1）。

物體身上來自地球的引力和離心力的總和稱為「重力」。受重力影響，物體會在一定的加速度下往下掉。這叫做「重力加速度」，又寫作「G」。重力的大小借加速度的大小來表示，其G值約為每平方米9.8米。我們就是從地球上承受了這麼大的重力加速度。

地球的「重力」非常大

圖1

向地球中心牽引的引力勝於地球所產生的離心力，所以人類不會被地球甩到太空中。

假使地球自轉的離心力比地球的引力還強的話，那人類就會被甩飛到宇宙裡。

人造衛星為什麼會持續繞飛地球？

原來如此！

因為人造衛星克服了地球的重力，得以用與離心力相抗衡的速度飛行。

繞行行星周圍的星球叫做衛星。月球就是地球的衛星。而所謂的人造衛星，指的是一種人造產品，人類用火箭將其送到地球上空，讓它圍繞著地球，像衛星一樣運行（圖2）。人造衛星會持續繞飛地球，不會掉落。這是因為它正以不會掉下來的速度飛行。也就是說，那是一種可在落下前繞著地球旋轉的速度。

假設無視空氣阻力，在地上朝遠方投一顆球。愈用力投球，球就飛得愈遠，不過最後球還是會因重力而墜落。如果投球的力量夠大，或許球在掉落之前就能繞行地球一圈了（圖3）。這就是人造衛星的原理。

另外，人造衛星也會受到離心力作用的影響。雖說這種力量跟重力是反方向，但人造衛星卻能以取得重力與離心力兩者平衡的速度飛行，藉此構建出不會掉落的方法。克服重力，貼近地球表面卻不會落下的繞行速度為每秒7.9公裡以上。這真是我們難以想像的速度。

1997年6月10日，我國第一顆靜止氣象衛星FY-2A正式投入使用。「FY-2A」就是一款長期在上空觀測氣象的地球同步衛星。由於這種衛星以24小時為基準，向地球自轉的方向同步飛行一周，看起來就像時常處於相同位置靜止不動，所以又稱為地球靜止衛星。

以秒速7.9公裡以上飛行的衛星不會掉落

人造衛星正在繞行地球（圖2）

人造衛星正在繞行地球。一直在拍攝日本的地球同步衛星，是以與地球自轉轉速相同的速度繞行。

圖3

假使沒有空氣阻力，並以每秒7.9公裡以上的速度投球，那麼這顆球就能克服地球的重力，在地球上空繞圈飛行。