網友問:為什麼一定要達到第二宇宙速度,火箭才能脫離地心引力?

2020-12-05 艾伯史密斯

逃離地球引力並不需要達到一定速度，第二宇宙速度指的是飛船在地面附近達到該速度後，就可以完全憑藉慣性（後續無需任何動力）飛出地球。

地球對物體具有引力作用，所以物體在地球的引力場中具有勢能，距離地球越遠，勢能也越高。

當選取無窮遠處為零勢能點時，小物體m在大天體M引力場中的勢能大小為：

E（r）=∫（GMm/r^2）dr=-GMm/r；

那麼根據能量守恆定律，物體要脫離地球引力的話，就必須對物體做功，可以是物體的動能轉化為勢能，也可以是其他能量持續輸出轉化為勢能。

當飛船在地面附近達到一定速度後，其動能大小正好等於飛船脫離地球引力增加的勢能，那麼飛船就無需後續添加動力，僅憑慣性就可以脫離地球引力範圍，此時的速度就是第二宇宙速度11.2km/s。

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  • 為什麼一定要達到第一宇宙速度才能脫離地心引力
    第一宇宙速度 又稱為環繞速度，是指在地球上發射的物體繞地球飛行作圓周運動所需的最小初始速度。要作圓周運動，必須始終有一個力作用在太空飛行器上。其大小等於該太空飛行器運行線速度的平方乘以其質量再除以公轉半徑，即F=(mv^2)/r，其中v^2/r是物體作圓周運動的向心加速度。
  • 宇宙速度：要多快才能逃離地球？
    可是，這個速度已經達到了20多倍音速，在考慮空氣阻力的情況下，大氣層中幾沒有任何飛行器能夠達到這麼高的速度。無論什麼型號的火箭，發射時的速度都遠遠小於第一宇宙速度。那麼，我們為什麼還能把火箭發射到地球外面呢？這是因為：第一宇宙速度強調的是沒有動力的炮彈。將炮彈打出去之後，它憑藉慣性運動，如果依然不能落到地面上，就需要速度很快。
  • 為什麼要宇宙第一速度才可以起飛?慢慢飛也可以離開地心引力呀?
    比如我們會儘快讓火箭飛到一個足夠高的高度上，然後再讓火箭改變飛行角度以獲取足夠大的「水平」方向的速度。儘快飛到足夠的高度，能夠給火箭節約燃料，因為地球表面的大氣是很密集的，對太空飛行器的運行會產生非常大的阻力。
  • 火箭只有達到第一宇宙速度才能出地球大氣層嗎?能否慢慢飛出去?
    大家在看到這些火箭發射時噴出的雄雄火焰，在感到無比的震撼之外，有時不免心生一個問題，那就是火箭通過燃料加速，達到第一宇宙速度後是否才可以脫離地球大氣層？宇宙第一速度和脫離大氣層的關係說白了，這兩者並沒有直接聯繫。
  • 火箭必須達到第一宇宙速度,才能飛出大氣層?慢慢飛為什麼不行?
    發射火箭必須達到第一宇宙速度才能飛出大氣層，這是中學課本中就已經告訴我們了！這個第一宇宙速度最早是牛頓提出來的，進入宇航時代後就成了人類飛出地球的「秘籍」！從發射的第一顆衛星開始到正要遠徵火星的「天問一號」，一直都沒有改變過！為什麼要第一宇宙速度才能飛出地球？
  • 火箭必須達到第一宇宙速度，才能飛出大氣層？慢慢飛為什麼不行？
    發射火箭必須達到第一宇宙速度才能飛出大氣層，這是中學課本中就已經告訴我們了！這個第一宇宙速度最早是牛頓提出來的，進入宇航時代後就成了人類飛出地球的「秘籍」！從發射的第一顆衛星開始到正要遠徵火星的「天問一號」，一直都沒有改變過！
  • 火箭脫離太陽系各大行星需要多高的速度呢?
    通過達到一定的速度使之能沿著星體做無限自由落體運動，衛星即可對抗重力，就像平均時速達到約28000公裡的國際空間站一樣。但是如果你想脫離這顆星球，你得飛得更快。這樣的速度被稱為「逃逸速度」，在地球又叫第二宇宙速度。
  • 第一宇宙速度,第二宇宙速度……第六宇宙速度,它們分別是多少
    宇宙速度是指：從地球表面向宇宙發射人造衛星、宇宙飛船，「脫離」行星和太陽所需要的最低速度。發射的衛星或宇宙飛船先圍繞地球曲線前進，逐漸加速，最後脫離地球引力的束縛飛向茫茫宇宙中某個目的地。當人造衛星以7.9km/s的速度繞地球飛行，而這個7.9km/s是最低速度，如果慢了就會被引力吸引下來，快了容易脫離軌道，遠離地球。大於或小於這個速度都算失敗，即使最大也是最小。這個速度就是第一宇宙速度（7.9km/s）。如果我們要向太陽系內的行星上發射宇宙飛船，比如向火星或金星。這時如果速度還是7.9km/s。
  • 「第6宇宙速度」能遨遊宇宙?科學家:先達到「第4宇宙速度」再說
    宇宙飛行器只有達到了某個足夠快的速度，才能脫離一些天體的引力束縛。目前人類已經根據發現的「星系等級」，提出了6種不同的宇宙速度。理論上達到最快的「第6宇宙速度」，就能夠飛出宇宙——當然目前以人類的科技水平，距離達到第6宇宙速度，還有相當長的一段距離。那麼這6種宇宙速度的定義和數值，分別是怎樣的呢？
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  • 為什麼火箭和太空飛行器是垂直發射的而不是以傾斜發射?
    而火箭是由火箭發動機產生的反作用力推動的飛機。航空火箭要求以最快的速度克服地心引力。它們的成分也不同。飛彈由兩個主要部分組成：彈頭和運載火箭。它是真正直接用於戰鬥的彈頭。有些飛彈在最前面有彈頭，叫做彈頭。彈頭可能含有爆炸物、核武器、化學武器或其他裝置。運載火箭是一種用於向目標發射彈頭的可控飛行器，由結構系統、動力裝置系統和控制系統組成。運載火箭可以是火箭或其他類型的飛行器。
  • 什麼叫宇宙速度,飛出宇宙要幾級宇宙速度
    如果把你放到一枚超級無敵的火箭裡，然後發射出去加大油門讓火箭達到了第一宇宙速度，此時地球引力對你的影響以及越來越弱了，即使火箭的屁股後面不噴火，你也不會掉下去，而是圍繞地球轉圈圈，這個環繞地球作圓周飛行的最低速度便是第一宇宙速度。
  • 第一、第二、第三宇宙速度都經常提,為什麼很少說第四宇宙速度?
    學過中學物理的讀者，肯定對宇宙第一，第二甚至第三速度不陌生。其實目前看來，人類可以計算出宇宙的第五宇宙速度。第六宇宙速度只能估測，而第七宇宙速度就超光速了，所以並沒有物理意義。第一宇宙速度是人類最常用到的速度。
  • 火箭升空時,多久可以達到7.9km/s?
    為什麼是7.9km/s？我國是航天大國，神舟、嫦娥享譽全球，每年都會在航空航天上有所建樹；另一方面，飛天也是中國傳承下來的夢想之一，飛天攬月，是無數中國人的夢想，所以有這樣的疑問很正常，速度達到多少才能飛出去呢？
  • 第一、第二、第三宇宙速度經常聽到,為何很少說起第四宇宙速度?
    對於這幾個宇宙速度，經常關心祖國航天事業的朋友應該在熟悉不過了，第一宇宙速度是脫離地球引力進入環地球軌道的速度，第二宇宙速度地球的逃逸速度，但還不能逃離太陽系的速度，第三宇宙速度則是從地球軌道上逃逸太陽系的速度！那麼第四宇宙速度是逃離哪裡的？是銀河系嗎？
  • 如果以低於第一宇宙速度的速度向地球外飛行,能脫離地球引力嗎?
    #了不起的天文航天#第一宇宙速度關於這個問題，我們要搞懂第一宇宙速度到底是什麼，具體的數值是多少。實際上，我們高中都學過想要擺脫地球的引力，至少需要的是第二宇宙速度。這也就是為什麼飛機即使遠遠達不到第一宇宙速度，它也可以一直飛。（如果一直有油的話）當然，持續的輸出動力在實際操作中是不可能的，這意味著要帶無限多的燃料，但燃料本身也佔一定的重量，因此，基於系統複雜度等情況，火箭大多都是2-4節的，基本上不會超過5節，而它們執行任務也只是推進到一定的速度條件就不再持續輸出動力了。
  • 了解一下 宇宙第一速度
    實際上，地球表面存在稠密的大氣層，太空飛行器不可能貼近地球表面作圓周運動，必須在 150 千米的飛行高度上，才能繞地球作圓周運動。太空飛行器在距離地面表面數百公裡以上的高空運行，地球對太空飛行器引力比在地面時要小，故其速度也略小於v1。在此高度下的環繞速度為 7.8 千米/秒。推導公式
  • 宇宙6大速度,人類僅僅達到第三,達到第六可以飛到宇宙邊緣!
    宇宙6大速度，人類僅僅達到第三，達到第六可以飛到宇宙邊緣！現在通過科普大家都知道宇宙速度是指物體擺脫重力的速度。到目前為止，人類已經達到了第一和第二宇宙速度，並且正在與第三宇宙速度作鬥爭姑且算達到了，但這並不是極限。
  • 第一宇宙速度第二宇宙速度是多少千米每秒,第一宇宙速度的意義
    第三宇宙速度叫什麼第二宇宙速度又叫脫離速度，它是指物體脫離地球的引力場，進而圍繞太陽來運行的速度，簡樸的說就是逃離地球而追隨太陽。根據計算得出第二宇宙速度是多少呢?早期人類在探索航天途徑的時候，提出了三個宇宙速度的概念，分別是第一、第二、第三，其中第一是克服地球的引力，第二則是脫離地球而圍繞太陽運行的速度，第三則是克服太陽的引力。
  • 為什麼火箭能飛入太空,飛機卻不可以呢?來看看解釋吧
    飛機為什麼不能飛向太空？自1687年牛頓發現萬有引力至今，人類早已實現了衝出地球飛向太空的夢想。但是，為什麼同為飛行器，火箭就能夠脫離地心引力在宇宙航行，而飛機卻只能飛行在萬米高空呢？首先是速度問題，想要擺脫地球的強大引力，飛機的速度至少要達到第一宇宙速度。目前真正投入使用的最快的飛機是美國的SR-71偵察機，它的最高速度可達3.35馬赫合1.13千米每秒。而美國秘密研製的X-43系列無人駕駛飛機，它的最高速度可以達到9.8馬赫合3.3千米每秒，創造了大氣層內飛機飛行的最快速度。