第一，第二，第三第一宇宙速度的计算是怎么计算出来的

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-12-27 21:18 标签： 第二宇宙速度计算
请问什么是宇宙第一,第二和第三速度?那是什么来的?是指物体在宇宙运动的速度吗?
黎约践踏k錡q尉
从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际飞行器和恒星际飞船所必须具备的最低速度.在地球的引力作用下人造天体的运动速度近似地可用二体问题中的活力公式来表示： 式中G是万有引力常数；M是地球的质量；r和v是人造天体相对于地心的位置和速度；a 是人造天体运动轨道的半长径.
当人造天体的轨道为圆时 (a=r),人造天体运动的速度 称为环绕速度.由于它的运动轨道是一个圆形,故又称圆形轨道速度.如果r为地球半径,则环绕速度又称第一宇宙速度.根据地球的质量和平均半径,可以计算出第一宇宙速度 v1=7.9公里/秒,这是从地球表面发射一颗人造卫星所需的最小速度.由于地球大气阻力和其他因素的影响,发射人造地球卫星实际所需的速度比v1要大一些.
当人造天体的轨道为抛物线 (a→∞)时,人造天体运动的速度为它称为逃逸速度或脱离速度.它的运动轨道是一个抛物线,故又称抛物线速度.r为地球半径时,这样的逃逸速度称为第二宇宙速度,记为 v2,数值为11.2公里/秒,这是从地球表面发射行星际飞行器所需的最小速度.事实上,发射行星际飞行器所需的速度比v2也要大一些（见行星际飞行器运动理论）.
对于其他天体,根据它们的质量和平均半径也能够求得相应的环绕速度和逃逸速度.太阳系主要天体的环绕速度 vc和逃逸速度vp见下表（单位：公里/秒）.
地球绕太阳运动的平均线速度是v叽＝29.8公里／秒,这是在地球轨道上相对于太阳的环绕速度.因此在地球轨道上,要使人造天体脱离太阳引力场的逃逸速度为匇v叽=42.1公里/秒.当它与地球的运动方向一致时,能够最充分地利用地球的运动速度,在这种情况下,人造天体在脱离地球引力场后本身所需的速度仅为 v0=12.3公里/秒.设相应于地球表面的发射速度是v3,根据活力公式可得到：
式中M和r为地球的质量和平均半径;ρ是地球作用范围的半径,约为930,000公里.由于ρ》r和故v娬≈v娿＋v娤.可以求得v3=16.7公里/秒,它称为第三宇宙速度.v3是从地球表面发射一颗恒星际飞船所必须具备的最小速度.
宇宙速度 Cosmic velocity
从地球表面发射飞行器,飞行器环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度,分别称为第一、第二、第三宇宙速度.早期,人们在探索航天途径时,为了估计克服地球引力、太阳引力所需的最小能量,引入了三个宇宙速度的概念.假设地球是一个圆球,周围也没有大气,物体能环绕地球运动的最低的轨道就是半径与地球半径相同的圆轨道.这时物体具有的速度是第一宇宙速度,大约为7.9公里/秒.物体在获得这一水平方向的速度以后,不需要再加动力就可以环绕地球运动.地球上的物体要脱离地球引力成为环绕太阳运动的人造行星,需要的最小速度是第二宇宙速度.第二宇宙速度为11.2公里/秒,是第一宇宙速度的倍.地面物体获得这样的速度即能沿一条抛物线轨道脱离地球.地球上物体飞出太阳系相对地心最小速度称为第三宇宙速度,它的大小为 16.6公里/秒.地面上的物体在充分利用地球公转速度情况下再获得这一速度后可沿双曲线轨道飞离地球.当它到达距地心93万公里处,便被认为已经脱离地球引力,以后就在太阳引力作用下运动.这个物体相对太阳的轨道是一条抛物线,最后会脱离太阳引力场飞出太阳系.一些特殊的轨道速度,如环绕速度、逃逸速度(见航天器轨道速度),有时也被分别称为第一、第二宇宙速度.
宇宙速度 Cosmic velocity 从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际飞行器和恒星际飞船所必需具备的最低速度.宇宙速度通常分为3类：① 第一宇宙速度 .指从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星所必需的最低速度,其值为 7.9千米／秒.当人造天体的运动速度到达第一宇宙速度时,它将绕地球作圆周运动,故这个速度又称 为绕 地 球 运动的圆周速度或环绕速度.②第二宇宙速度.指从地球表面向地宇宙空间发射行星际飞行器所需要的最低速度,数值为11.2千米／秒.一旦人造天体达到这一速度后,它将脱离地球引力场沿抛物线轨道飞向其他行星.因此又称第二宇宙速 度为脱离 速 度 或逃逸速度.③第三宇宙速度.指从地球表面向宇宙空间发射恒星际飞船所必需的最低速度,其值为16.7千米／秒.当人造天体的速度达到这一值并且沿着与地球公转运动方向一致的运动轨道运行,这样就能充分利用地球的公转速度,从而克服太阳引力场的作用而脱离太阳系飞向其他恒星.
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. 第一宇宙速度
人类的航天活动,并不是一味地要逃离地球.特别是当前的应用航天器,需要绕地球飞行,即让航天器作圆周运动.要作圆周运动,必须始终有一个力作用在航天器上.其大小等于该航天器运行线速度的平方乘以其质量再除以公转半径,即F=mv2/R.在这里,正好可以利用地球的引力,在合适的轨道半径和速度下,地球对物体的引力,正好等於物体作圆周运动的向心力.第一宇宙速度又称环绕速度,计算公式是： G\frac{Mm}{R^2} = m\frac{v_1^2}{R} v_1 = \sqrt{\frac{GM}{R}} = 7.9 km/s 或者： mg = m\frac{v_1^2}{R} v_1 = \sqrt{gR} = 7.9 km/s
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.在此高度下的环绕速度为7.8千米／秒. 第二宇宙速度
又称为逃逸速度或脱离速度,指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速度. \frac12mv_2^2 - G\frac{Mm}{R} = 0 v_2 = \sqrt{\frac{2GM}{R}} = \sqrt{2gR} = 11.2 km/s
同样,由於地球表面稠密的大气层,航天器难以这样高的初始速度起飞,实际上,航天器是先离开大气层,再加速完成脱离的（例如先抵达近地轨道,再在该轨道加速）.在这高度下,航天器的脱离速度较小,约为10.9千米/秒. 第三宇宙速度
是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度.本来,在地球轨道上,要脱离太阳引力所需的初始速度为42.1千米／秒,但地球绕太阳公转时令地面所有物体已具有29.8千米／秒的初始速度,故此若沿地球公转方向发射,只需在脱离地球引力以外额外再加上12.3千米／秒的速度.即物体所需的总动能为: \frac12mv_3^2=\frac12mv_2^2+\frac12m \Delta v^2 v_3=\sqrt{11.2^2+12.3^2}=16.7 km/s 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.但由於人们尚未知道银河系的准确大小与质量,因此只能粗略估算,其数值在110~120千米／秒之间.而实际上,仍然没有航天器能够达到这个速度
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第一宇宙速度大小为7.9km/s第二宇宙速度大小为11.2km/s第三宇宙速度大小为16.7km/s。
第一宇宙速度（又称环绕速度）：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)。大小为7.9km/s ——计算方法是V=√(gR)， 即是 V= sqrt(gR) 　　(g是重力加速度，R是星球半径) 第二宇宙速度　　（又称脱离速度）：是指物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球的所需要的最小初始速度。大小为11.2km/s 第三宇宙速度　　...
扫描下载二维码第一,第二,第三宇宙速度分别是多少?
宇宙速度：从地球表面发射的航天器环绕地球、脱离地球引力或飞出太阳系所需的最小速度.第一宇宙速度（又称环绕速度）：是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度.约为7．9千米／秒； 第二宇宙速度（又称脱离速度）：是指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速度.约为11．2千米／秒； 第三宇宙速度（又称逃逸速度）：是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度.其大小为16.7千米/秒.
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