No.16 地球繞太陽線速度是29.8Km/h,為什麼沒有脫離太陽系?

2021-01-15 槓精學物理

      標題應該是29.8Km/s,大家周末好！今天和大家分享一個小問題，也是很多中學生在學習中困惑的。把地球繞太陽的運動當成勻速圓周運動，查找相關數據，帶入計算，很容易求出環繞速度是29.8Km/s，很顯然大於我們熟知的第三宇宙速度16.7Km/s，那麼為什麼地球沒有脫離太陽系的束縛呢？今天的視頻就是講講這個問題。

      關於宇宙速度的計算，在高中物理中，明確要求的僅有第一宇宙速度，第二宇宙速度和第三宇宙速度的計算往往不做明確要求，但是高考中層多次涉及到引力勢能和第二宇宙速度的相關題目，還是需要引起注意。本視頻中，從第一宇宙速度開始，推到了第二宇宙速度和第三宇宙速度，從推導的過程中可以看出，我們計算的宇宙速度均是沒有考慮地球繞太陽運行線速度的，均是從地球上發射的速度。即計算的29.8Km/s的數據是以太陽為參考系計算的，而第三宇宙的16.7Km/s是以地球為參照系的，所以不能做這種比較，認為地球環繞速度大於第三宇宙速度了，其實不然。

       對於計算中，第三宇宙速度的數值是16.6Km/s，我們可以這樣理解。16.6Km/s是第三宇宙速度數值的主項, 若計及太陽系中所有天體的作用, 可得第三宇宙速度。

      錄像過程中出現了部分口誤，請大家諒解。謝謝大家觀看！


 


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相關焦點

  • 第三宇宙速度16km/s,地球公轉速度30km/s,為何地球沒有飛出去?
    那是因為第三宇宙速度16.7km/s是相對於地球的，地球公轉速度30km/s是相對於太陽的。第三宇宙速度，是指從地球表面起飛的飛行器，達到該速度後就能完全憑藉慣性逃離太陽引力，然後飛出太陽系，數值為v3=16.7km/s。如果我們考慮地球的公轉，會發現地球公轉速度大約為v=29.8km/s，該數值已經遠遠超過了第三宇宙速度，為何地球沒有逃離太陽引力呢？
  • 地球速度每秒30KM,第三宇宙速度才17KM,地球為何還在太陽系裡?
    也許很多朋友心中都有一個疑問，地球公轉速度即使查不到，也能計算出來，因為根據地球距離太陽的距離和公轉一周的時間，就可求出公轉速度大約為30千米/秒，但第三宇宙速度明確告訴我們只需要16.7千米/秒即可逃離太陽系！那我們地球為什麼還沒有脫離軌道呢？
  • 【原創】地球公轉速度遠大於第三宇宙速度,為何沒有飛離太陽系?
    太空飛行器在距離地面表面數百公裡以上的高空運行，天空對太空飛行器引力比在地面時要小，故其速度也略小於V1。    當太空飛行器超過第一宇宙速度V1達到一定值時，它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星，這個速度就叫做第二宇宙速度，亦稱脫離速度。按照力學理論可以計算出第二宇宙速度V2=11.2公裡/秒。
  • 地球速度達30公裡/秒,遠大於第三宇宙速度,為何沒脫離太陽系?
    在太陽引力的作用下，地球環繞太陽公轉，其軌道速度約為30公裡/秒。另一方面，飛出太陽系的第三宇宙速度約為16.7公裡/秒，這意味著地球的公轉速度遠大於第三宇宙速度，為什麼地球沒有脫離太陽系呢？事實上，地球的軌道速度和第三宇宙速度是完全不同的兩種概念，這兩個速度用來比較是沒有意義的。下面，我們分別來了解一下這兩個速度。
  • 第三宇宙速度16.7千米/秒,地球公轉速度30公裡/秒,地球為何沒飛出太陽系?
    第二宇宙速度又叫逃逸速度，是飛行器從地面出發掙脫地球引力成為圍繞恆星太陽轉動的人造行星的速度，公式為V2=√2GM/r，即第一速度的√2倍，大小為11.2千米/秒。第三宇宙速度是從地面出發掙脫太陽系引力成為圍繞銀河系中心天體繞轉的人造天體的速度，利用動能定理求得其大小為16.7千米/秒，由於篇幅原因，這裡不再敘述計算過程。
  • 地球的公轉軌道速度大於第三宇宙速度,為什麼地球沒有飛離太陽?
    在回答這個問題之前先科普一下宇宙速度的概念。我們生活在地球上，地球上的任何物體都受到地球的引力不能隨便脫離地球；而地球處於太陽系，地球受到太陽的強大引力圍繞著太陽轉不能脫離太陽；而太陽系又處於銀河系，受到銀河系強大引力，圍繞著銀河系的中心天體轉動而不能脫離銀河系……。
  • 地球公轉速度大於第三宇宙速度,那地球為啥飛不出太陽系?
    第二宇宙速度又叫逃逸速度，是飛行器從地面出發掙脫地球引力成為圍繞恆星太陽轉動的人造行星的速度，公式為V2=√2GM/r，即第一速度的√2倍，大小為11.2千米/秒。第三宇宙速度是從地面出發掙脫太陽系引力成為圍繞銀河系中心天體繞轉的人造天體的速度，利用動能定理求得其大小為16.7千米/秒，由於篇幅原因，這裡不再敘述計算過程。
  • 每秒1km的速度難道飛不出地球嗎？
    發射探測器的火箭必須要達到第二宇宙速度11.2km/s才能脫離地球，飛往火星。飛出地球為什麼一定要超過這個速度呢？如果火箭保持一個比較低的速度慢慢飛，比如說1km/s，難道就飛不出地球嗎？難道火箭速度達不到第一宇宙速度7.9km/s，達到一定高度就會突然掉下來嗎？事實上確實會掉下來。不過火箭是因為沒有燃料而速度又達不到7.9km/s才掉下來。如果火箭能一直保持某個大於零的速度，那麼火箭可以飛得任意遠。
  • 為什麼地球漂浮在空中不會往下掉,而地球上的東西都會往下掉
    牛頓曾經思考過一個問題，蘋果為什麼會往下掉，而不是飛到空中呢，其實我們也應該有一個疑惑，在宇宙裡看地球，地球一直處於空中卻不會往下掉，而我們在地球上的時候，為什麼物體都會往下掉呢，如果非要下一個定義的話，那就是地球的下方就是太陽，地球是太陽系八大行星之一，如果地球往下掉的話就會掉進太陽裡，所以地球為了不被燒成一團灰燼
  • 地球逃出太陽系需要多大速度,與三個宇宙速度什麼關係?
    根據劉慈欣小說改編的科幻電影《流浪地球》，為了躲避太陽紅巨星災難，加速脫離軌道，向深空逃亡。那麼這個速度要多大才能夠脫離太陽引力呢？有些朋友對這個問題和迷惑，認為不是有三個宇宙速度嗎？逃逸速度16.7km/s不就是脫離太陽引力的速度嗎？
  • 三個宇宙速度只是針對地球還是放之宇宙而皆準?
    所謂三個宇宙速度是指在地球上發射人造太空飛行器，實現繞地飛行、逃離地球、逃離太陽系的最小速度。這三個速度分別為7.9km/s、11.2km/s、16.7km/s，這三個速度在地球上叫做第一宇宙速度，又叫環繞速度；第二宇宙速度，又叫脫離速度；第三宇宙速度，又叫逃逸速度。首先說一下這三個宇宙速度是怎麼來的。
  • 脫離地球引力的最小速度 脫離地球引力的最小速度是多少
    脫離地球引力的最小速度為11.2千米/秒。脫離地球引力的速度叫第二宇宙速度，當物體(太空飛行器)飛行速度達到11.2千米/秒時，就可以擺脫地球引力的束縛，飛離地球進入環繞太陽運行的軌道，不再繞地球運行。
  • 為什麼人類發射的飛行器,不垂直於黃道平面飛出太陽系?
    如果我們根據萬有引力定律計算，可以得到在地球軌道處，逃離太陽引力的最小速度為：v=√（2GM/r）=42.2km/s；該速度是相對於太陽的，地球公轉速度大約是v0=29.8km/s，於是飛行器發射時可以利用地球的公轉速度，飛行器向地球公轉前方飛出
  • 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。
  • 宇宙第一速度是多少?為什麼是7.9km/s
    一道題目，答對即可領取小雞飼料180G，7月7日的問題是：可能有很多小夥伴不知道本次題目的正確答案，那麼今天小編就為大家分享7月7日支付寶小雞螞蟻莊園小課堂宇宙第一速度是多少的正確答案吧！支付寶螞蟻莊園7月7日小課堂答案一、宇宙第一速度是多少？
  • 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。
  • 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。
  • 宇宙速度到底有多快?科學家為何說人類目前飛不出銀河系
    人們通常把太空飛行器到達環繞地球、脫離地球和飛出太陽系所需要的最小發射速度，分別稱為第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度（太陽的逃逸速度）。科學家指出當太空飛行器以第一宇宙速度運行時，則說明太空飛行器是圍繞地球表面運行的。實際上地球表面存在厚重的大氣層，太空飛行器不可能貼近地球表面作圓周運動，必需要在1500公裡的高度上，才能環繞地球作圓周運動。在此環繞運動的速度為7.9km/s，即為第一宇宙速度。而在軍事應用中，在地面發射炮彈，炮彈發射速度越高飛行距離就越遠，而當炮彈的速度達到7.9km/s，炮彈就不會再落回地面上，而是繞地球作圓周飛行。
  • 地球繞太陽運行的速度會逐年變慢嗎?
    每年，地球繞軸旋轉一圈時，繞太陽旋轉一圈。在逐年的基礎上，我們的軌道變化微乎其微，以至於幾乎無法察覺，因為與行星繞太陽公轉的總時間（約45億年）相比，一次公轉（1年）的持續時間很小十億年）。然而，我們對宇宙的了解足夠廣泛，而我們的現代儀器也足夠敏感，我們不僅知道地球的軌道會隨著時間的推移而略有變化，而且我們可以量化並確切地說出這些變化將是什麼。
  • 第一宇宙速度是多少,第一宇宙速度推導公式
    第三宇宙速度地球上物體飛出太陽系相對地心最小速度，第三宇宙速度的大小約為16.6公裡/秒。地面上的物體在充分利用地球公轉速度情況下再獲得這一速度後可沿雙曲線軌道飛離地球，當它到達距地心93萬公裡處，便被認為已經脫離地球引力，以後就在太陽引力作用下運動。這個物體相對太陽的軌道是一條拋物線，最後會脫離太陽引力場飛出太陽系。在這裡我們另外強調一下一些特殊的軌道速度，例如環繞速度、逃逸速度等有的時候也被分別稱為第一、第二宇宙速度。