第一宇宙速度是多少

对于第一宇宙速度很多人并不陌生，在高中物理课堂都有学习过一二，知道第一宇宙速度是多少。但是V1＝7．9公里／秒，这个数字是怎么来的呢，除了第一宇宙，还存在其它的宇宙速度吗？下面是奥秘世界为整理出最详细的第一宇宙速度推导过程及相关宇宙速度的信息。


第一宇宙速度是多少

第一宇宙速度，是指航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。第一宇宙速度两个别称：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。在一些问题中说，当某航天器以第一宇宙速度运行，则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出V1＝7．9公里／秒。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于V1。第一宇宙速度（V1）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度。





物体达到11.2千米/秒的运动速度时能摆脱地球引力的束缚。在摆脱地球束缚的过程中，在 地球引力的作用下它并不是直线飞离地球，而是按抛物线飞行。脱离地球引力后在太阳引力 作用下绕太阳运行。若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系，物体的运动速度必须达到16.7千/秒。那时将按双曲线轨迹飞离地球，而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳。 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。

我们知道，必须始终有一个与离心力大小相等，方向相反的力作用 在航天器上。在这里，我们正好可以利用地球的引力。因为地球对物体的引力，正好与物体 作曲线运动的离心力方向相反。经过计算，在地面上，物体的运动速度达到7.9千米/秒时，它所产生的离心力，下好与地球对它的引力相等。这个速度被称为环绕速度。 上述使物体绕地球作圆周运动的速度被称为第一宇宙速度；摆脱地球引力束缚，


飞离地球的 速度叫第二宇宙速度；而摆脱太阳引力束缚，




飞出太阳系的速度叫第三宇宙速度。根据万有引力定律，两个物体之间引力的大小与它们的距离平方成反比。因此，物体离地球中心的距 离不同，其环绕速度(第一宇宙速主)和脱离速度(第二宇宙速度)有不同的数值。 第一宇宙速度是7.8千米/秒,这样可以绕轨道飞行,第二宇宙速度是11.2千米/秒,可以冲出地球,第三宇宙速度是16.7千米/秒,这样可以飞出太阳系

第六宇宙速度：第六宇宙速度是指在地球上以这一速度发射飞船，即可脱离全宇宙的引力的速度，由于目前尚未测准宇宙总质量，因此没有准确数值。而现在，连第四宇宙速度的准确值尚无法辨认。






第六宇宙速度



假设在宇宙边界之外，还有别的世界…… 那么要脱离宇宙，到达另一个世界，需要的最低速度有多大？第六宇宙速度这个概念便产生了。
　　当在地球上以这一速度发射飞船，即可脱离全宇宙的引力，由于目前尚未测准宇宙总质量，因此没有准确数值。


宇宙速度定义








宇宙速度是指物体达到11.2千米/秒的运动速度时能摆脱地球引力束缚的一种速度。在摆脱地球束缚的过程中，在地球引力的作用下它并不是直线飞离地球，而是按曲线飞行。脱离地球引力后在太阳引力作用下绕太阳运行。若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系，物体的运动速度必须达到16.7千米/秒。那时将按双曲线轨迹飞离地球，而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳。



第一宇宙速度

众所周知，第一宇宙速度是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，也是最大绕行速度)，


第二宇宙速度

第二宇宙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，


第三宇宙速度

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，


第四宇宙速度

所谓第四宇宙速度，指在是地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚，飞出银河系所需最小初始速度，大约为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，银河系的质量以及半径等无法取值，这个数字还需要很久才能形成公论。


第五宇宙速度

第五宇宙速度指航天器从地球发射，飞出该星系群最小速度，因为本星系群的半径、质量均未有足够精确数据，因而无法准确得知数据大小。科学家估计该星系群尺度大概有500--1000万光年，照这样算，需要1500--2250km/s的速度才能飞离，但这个速度以人类科学发展水平，至少需要几百年才能达到，所以只是一个幻想。





一、第一宇宙速度推导过程




在做第一宇宙推导时理解人造卫星在地面附近(高度忽略)绕地球做匀速圆周运动时，其轨道半径近似等于地球半径R，其向心力为地球对卫星的万有引力，其向心加速度近似等于地面处的重力加速度。

所以，物体所受重力=万有引力= 航天器沿地球表面作圆周运动时向心力，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，正好等于物体作圆周运动的向心力。

1、万有引力定律

F=GM1M2/(r2) (G=6.67×10N·m) 可以读成F等于G乘以M1M2与R的平方的商

注：

F: 两个物体之间的引力

G: 万有引力常数

m1: 物体1的质量

m2: 物体2的质量

r: 两个物体之间的距离

2、物体所受重力=万有引力= 航天器沿地球表面作圆周运动时向心力的公式表达为：

mg=GMm/r

2=mv

2/r

mg=mv

2/r

解得v

2=gr

将R地=6.37×10

6m，g=9.8 m/s

2 代入，并开平方，得

v= 7.9 km/s

注：①第一个R是卫星的轨道半径，第二个R是地球半径，g是重力加速度。但是在计算第一宇宙速度时，假定卫星的轨道半径等于地球半径。也就是卫星在地面的高度飞行。因此两者相等。

②由于在地面时g=GM/R

2，所以gR=GM/R，因此两个公式相等。

结论，两道公式在推导方式和具体含义上不同，但是在数学结果上相等。公式一的适用范围更广，适合于任何轨道上的环绕速度计算。公式二只能用于计算最小第一宇宙速度。



二、第一宇宙速度的应用




事卫星等。

航天飞行器：发射无人/载人航天飞行器、星际旅行飞行器、运货飞船以及空间站。

三、关于第一宇宙速度常见问题

1.关于第一宇宙速度的运行周期可以是60分钟么？

不可以。第一宇宙速度7.9km/s ，地球半径6400km，周长为40192km ，周期为40192/7.9=5087 (s)>60分钟。

2.一个运行速度为第一宇宙速度的卫星的运行周期可以是24小时吗?

不能。第一宇宙速度的卫星的运行周期大约是85分。

3.月球的第一宇宙速度？

月球的第一宇宙速度约是1.68km/s。

相关的宇宙速度




仍然在继续，如何超越一层层的宇宙速度，探索更广阔的宇宙奥秘，仍是人们科技进步的寻求。假如我们人类超越宇宙的速度能承受的极限多少，能看到又是怎么样的一个宇宙呢？