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公共基础知识—宇宙速度

2019-05-14   来源:本站原创  浏览次数:

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宇宙速度是物体从地球出发,在天体的重力场中运动,四个较有代表性的初始速度的统称。航天器按其任务的不同,需要达到这四个宇宙速度的其中一个。下面我们逐个来看。

第一宇宙速度:第一宇宙速度也被称为航天器最小发射速度、航天器最大运行速度、环绕速度。是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度,也是人造地球卫星的最小发射速度。按照力学理论可以计算出第一宇宙速度应为7.9公里/秒。实际上,地球表面存在稠密的大气层,航天器不可能贴近地球表面作圆周运动,必需在150千米的飞行高度上,才能绕地球作圆周运动。这里大家尤其应该记住一点:第一宇宙速度约为7.9公里/秒。

第二宇宙速度:人造天体脱离地球引力束缚所需的最小速度。当物体飞行速度达到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。第二宇宙速度约为11.2公里/秒。

第三宇宙速度: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约为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。

第四宇宙速度:所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为110~120km/s,指在银河内绝大部分地方所需要的航行速度。如充分利用太阳系围绕银心的转速,最低航行速度可为82km/s。由于人类对银河系所知甚少,这个数字还需要很久才能形成公论,这个速度大家有个大概了解即可。

所以,敲黑板划重点,简单总结一下:使物体绕地球作圆周运动的速度被称为第一宇宙速度,约为7.9公里/秒;摆脱地球引力束缚,飞离地球的速度叫第二宇宙速度,约为11.2公里/秒;而摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系的速度叫第三宇宙速度,约为16.7公里/秒。也就是说,在电影《流浪地球》里,要想逃离太阳系,地球的运行速度必须大于等于16.7公里/秒。

以上就是我们今天给大家科普的关于宇宙速度的相关知识。下面我们来做几道题。

【真题演练】

1.航天器最小发射速度不得低于(    )。

A.11.2公里/秒 B.16.7公里/秒 C.7.9公里/秒 D.8.6公里/秒

1.【答案】C。解析:第一宇宙速度也被称为航天器最小发射速度,为7.9公里/秒。故本题选C。

2.要想发射航天器,离开太阳系去探测新世界,那么至少需要多快的运行速度?(    )

A.7.9公里/秒 B.11.2公里/秒 C.16.7公里/秒 D.20.4公里/秒

2.【答案】C。解析: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,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约为16.7公里/秒。故本题选C。

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