为什么第一宇宙速度是最小发射速度,最大环绕速度

发布网友 发布时间：2022-05-10 03:15

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热心网友 时间：2023-10-26 13:06

发射速度是卫星跟运载火箭的分离时的速度.2、如果发射速度低于第一宇宙速度的话,受到地球引力作用,发射出去的卫星就会再回到地面上,所以说第一宇宙速度是最小发射速度.3、根据能量守恒定律,物体高度越高,势能越大,动能越小.就是卫星在不受地球引力之外的力作用的时候,离地面越远速度越小,所以说第一宇宙速度是最大环绕速度.
实际上,卫星的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间,因为卫星不是做圆周运动,它的轨迹是个椭圆.近地点速度最大,远地点速度最小.当飞行器的速度超过第二宇宙速度时,它就可以摆脱地球引力的束缚,而和地球一样成为太阳的一个行星.目前太空飞行器的动力来源主要是运载火箭,只有使用更大推力的火箭,才能使卫星达到第二宇宙速度,当然那个时候就不能再叫卫星了,应改叫行星了

热心网友 时间：2023-10-26 13:06

欲将物体从地球表面发射到预定轨道，使其成为一颗绕地球运转的卫星，必须对它做功，使它获得足够的发射速度（初动能）。这个最小的发射速度须满足被发射的物体不落回地面，达到绕地心做匀速圆周运动的轨道，在此轨道上，物体所受的地球引力提供它做匀速圆周运动所需的向心力：

GMm/r^2=mv^2/r <1> 解得：v=sqrt(GM/r) r是轨道半径，sqrt(x)表示x的算术平方根
根据熟知的代换：GM=g*R^2 <2> 代入上式得：v=sqrt(gR^2/r)，这是任何绕着地球做圆周运动的卫星的线速度。

要想物体发射后不再落回地面，发射速度必须不小于某个值v1，容易理解，假设在地面上某一高度将物体水平抛出，发射速度越大，物体在地面上的射程就越大，当等于某个值的时候，物体就不再落回地面，而成为一颗环绕地球运转的卫星，发射的高度与地球半径R相比，可以忽略不计，于是这个刚好环绕地球运转的卫星的最小发射速度v1，符合<1>中的r=R：解得
v1=sqrt(GM/R)=sqrt(gR)；这就是第一宇宙速度，即为最小发射速度。

另一方面，根据<1>，v与r的平方根成反比，表明卫星的轨道半径r越大，其线速度就越小；反之，轨道半径越小，线速度就越大，但是轨道半径无论如何不可能小于地球半径R，因此最大的线速度即最大环绕速度符合<1>中代入r=R，这个最大环绕速度恰好跟上述讨论的最小发射速度是同一个，都是第一宇宙速度。

需要明确的是，最小发射速度，是针对发射卫星所需的最小能量的；最大环绕速度则是根据引力等于向心力推出的式子<1>分析得到的。

热心网友 时间：2023-10-26 13:07

文字说明即可。
随着高度增加，根据能量守恒，速度将越来越慢，所以，第一宇宙速度是最小发射速度，再小，就发射不上去了。
随着高度增加，根据圆周运动的规律，半径变大，环绕速度变小。