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
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/04 22:48:19
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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
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
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
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
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...
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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。
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