平时直观的理解，爬坡就是沿着斜面从低往高处升高运动；所谓的升高，地面上看就是垂直向上运动。但从太空视角看，所谓升高就是沿着地球半径远离地球球心的过程，只要离球心越来越远，就是升高。 圆周运动是在二维平面内的运动，合力指向圆心，运动方向与圆周相切，就是垂直于圆半径。圆心，合力方向，运动方向都在同一平面内，至少目前是这么认为的。 那么爬坡与圆周运动有什么关系呢？平面爬坡又如何理解呢？请看图解。 上图是一个抽象示意图，代表一个带有机翼（可旋转质量物体如小球等）的卫星在地球上空飞行。此时绕地运动速度是v，半径是r1,小球m的旋转速度是v3.那么小球m的重力与离心力是相等的，两者之差为零，即 GMm/r1^2=mv^2/r1. GM=r1v^2 (公式1） 当加大小球转速v3，小球做离心运动，来到r2的位置，小球虽然在平面内运动，却距离地心越来越远了，即越来越高了（r1<r2）,这就是所谓的平面爬坡的意思。由于重力与半径的平方成反比，离心力与半径成反比，此时小球m离心力大于重力，卫星就会离心升高。 GMm/r2^2 = r1v^2m/r2^2 =r1v^2m/(r2*r2) < mv^2/r2, 因为 r1<r2. (公式2） 由于小球的外展是由转动内力造成小球离心而形成的，没有力学表明小球的离心运动会降低整个卫星的运动速度。 小球加速转动，就像直升机的螺旋桨一样，这样的装置就像太空中飞行的直升机，会越飞越高。由于太空中离心力与重力平衡，稍微一点力就能打破平衡，引起上升运动。 如果转速功率足够大，这样的太空直升机理论上在月球上也能起飞。 |
|
|
