为什么说第一宇宙速度是最大环绕速度 而7.9km/s到11.2km/s还是可以绕地球运动

Question

如题所述

Answer 1

7.9km/s，是卫星刚好贴着地球做圆周运动的速度。也就是此时，卫星在地表的重力完全充当向心力。
但是卫星要进入更高轨道，就得在刚才的近地轨道增大能量（也就是加速），比如速度增加到11.2， 速度增加了，如果轨道半径不变，那么向心力就得增加。但是万有引力怎么能增加呢。所以此时就做离心运动。 随着半径的增加，动能变为势能，速度降低，直到沿着地球半径的速度降为零，再下降。 如此往复，就是个椭圆轨道了

Answer 2

首先区分两个概念：1、发射速度 2、环绕速度（运行速度）

第一、第二、第三宇宙速度指的都是发射速度，发射速度大于等于7.9km/s小于11.2km/s，这样发射出去的卫星是绕地球运动的。

然后再研究卫星绕地球运动，一旦成为卫星，地球对它的引力提供向心力
则有：GMm/r²=mv²/r
可求得：v=√GM/r，可见轨道半径越大，卫星运行的速度越小
最小的圆周的轨道半径，对应最大的运行速度，r带地球半径，这个运行速度刚好是7.9km/s，轨道半径越大，运行速度就小于7.9km/s了

下面解释，为什么那么大的发射速度，绕地球运行速度反而小了呢？
我们竖直上抛小物体，会发现小物体往上运动的时候速度越来越小，而高度是越来越高的。其实在这个过程中，只有重力做功，机械能守恒，动能减少（动能Ek=½mv²），重力势能增加了。
抛出小球的初速度越大，小球上升的高度越高。
现在我们发射卫星（平抛），发射速度越大，它做离心运动，会离地面越远，远离地面过程，动能减小（速度减小），重力势能增加。所以运行的速度比发射的速度小。

以上说法仅帮助你理解，真实发射卫星比这个要复杂。