我們以一枚炮彈為例,若是發射出去,到底什麼樣的速度才能脫離地球,宇宙速度又是什麼層次的?西瓜視頻創作人「李永樂老師」帶你研究宇宙速度的具體數值。
最近發射的天問一號相信大家都已經刷爆了朋友圈,也成為了熱門的討論話題,那究竟什麼樣的速度能脫離地球引力到達太陽系呢。首先我們來說一下第一宇宙速度,什麼是第一宇宙速度呢,小夥伴們可以自己先揣測一下。
第一宇宙速度是屬於與地球一般的速度,叫做環繞速度,牛頓時提出了這個概念。大炮以水平發射後,這個炮彈速度要是小的話,那它就會落地,那若是速度足夠大時,它不會落地,會環繞著地球,這個速度就叫第一宇宙速度,會成為近地衛星,它的半徑會接近於地球的半徑,貼著地球的表面一圈圈的轉。以這個速度來扔出物體它會一圈一圈的轉,以勻速發射後,受到引力會下降,再勻速運動,再次受到引力效果,地球是一個圓,就是這樣永遠的運動下去。李永樂老師以具體的計算公式帶我們來了解第一宇宙速度。另外,地球有個自轉的速度,在赤道附近發射會減少一些計算,可以直接減去460m/s,所以,在海南文昌建了個發射基地,就是因為它接近赤道周圍還有海,不會砸到人群還可以藉助自轉來減少燃料。
有第一宇宙速度就有第二宇宙速度,那第二宇宙速度又是怎麼回事呢。第二宇宙速度叫做脫離速度,脫離地球進入太陽系,但它脫離不了太陽的引力就叫做第二宇宙速度。比第一宇宙速度大就會脫離地球,以一個拋物線的形式做軌跡來無窮遠,成為太陽系的一顆行星,而我們的第二宇宙速度大小需要用能量守恆來進行推算。第一宇宙速度是以力的大小為主,而現在要將力轉換成能量,而要是無窮遠時,速度最小要0,不可能是負的,還需要一個引力勢能,趨近無窮盡時,引力勢能也是0,0+0是屬於機械能守恆,再套入公式就能計算出第二宇宙速度是11.2km/s,同樣的,若是在赤道附近還可以減去460m/s。
第三宇宙速度就是脫離太陽系,成為銀河系中的一員。李永樂老師以太陽和地球為參照物來說明第三宇宙速度是16.7km/s,這樣,我們更直觀的看到宇宙速度的具體數值,心裡都有一個概念了吧。
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西瓜視頻創作人「李永樂老師」帶你探究宇宙的奧妙,以具體的數值讓我們直觀的感受到。