第一第二第三第四宇宙速度分别指什么?又分别多少

如题所述

第一宇宙速度是绕地球旋转最小速度,为7.9km/s 第二宇宙速度是脱离地球引力最小速度,为11.2km/s 第三宇宙速度是脱离太阳引力出太阳系最小速度,为16.7km/s 第四宇宙速度是脱离银河系,具体数值无法测定,现暂取120km/s
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第1个回答  2019-09-05
第一宇宙速度:7.9公里/秒
  在地面上向远处发射炮弹,炮弹速度越高飞行距离越远,当炮弹的速度达到“7.9千米/秒”时,炮弹不再落回地面(不考虑大气作用),而环绕地球作圆周飞行,这就是第一宇宙速度。
  第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近绕地球做“匀速圆周运动”所必须具有的速度。但是随着高度的增加,地球引力下降,环绕地球飞行所需要的飞行速度也降低,所有航天器都是在距地面很高的大气层外飞行,所以它们的飞行速度都比第一宇宙速度低。
  第一宇宙速度的计算公式是:
  V1=√gR(m/s),其中g=9.8(m/s2),R=6.4×106(m)。
第二宇宙速度--当物体(航天器)飞行速度达到11.2千米/秒时,就可以摆脱地球引力的束缚,飞离地球进入环绕太阳运行的轨道,不再绕地球运行。这个脱离地球引力的最小速度就是第二宇宙速度。各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。
第二宇宙速度(V2)
当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称逃逸速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由于月球还未超出地球引力的范围,故从地面发射探月航天器,其初始速度不小于10.848公里/秒即可。
第二宇宙速度的推倒过程:
假设在地球上将一颗质量为m的卫星发射到绕太阳运动的轨道需要的最小发射速度为V;
此时卫星绕太阳运动可认为是不受地球引力,距离地球无穷远;
认为无穷远处是引力势能0势面,并且发射速度是最小速度,则卫星刚好可以到达无穷远处。
由动能定理得
1/2*mV^2-GMm/r=0;
解得V=√(2GM/r)
这个值正好是第一宇宙速度的√2倍
第三宇宙速度--从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时,就可以摆脱太阳引力的束缚,脱离太阳系进入更广漠的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。
  如果想使物体挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去,必须使它的速度等于或者大于16.7km/s,即第三宇宙速度。
第三宇宙速度(V3)
从地球表面发射航天器,飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。需要注意的是,这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的V3值;如果方向不一致,所需速度就要大于16.7公里/秒了。可以说,航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破该宇宙速度
宇宙速度的一级,预计物体具有110-120公里/秒的速度时,就可以脱离星河系而进入其他星系,这个速度叫做第四宇宙速度。
但由於人们尚未知道银河系的栖确大小与质量,因此只能粗略估算,而实际上
??仍然没有航天器能够达到这个速度。
宇宙速度的概念也可应用于在其他天
??发射航天器的情况。例如计算
火星
的环绕速度和逃逸速度,只需要把公堏中的M,R,g换成火星的
质量

半径
、表面
重力加速度
即可。
第四宇宙速度是指冲出银河系的最低发射速度。由于人类对银河系的了解尚在进行中,它的精确质量和半径尚未清楚,因此第四宇宙速度的值只能估算,大约在110-120千米/秒之间。目前,人类还没能实现第四宇宙速度
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