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为什么第一宇宙速度既是最小发射速度又是最大环绕?若卫星以比第

归档日期:08-29       文本归类:发射速度      文章编辑:爱尚语录

  为什么第一宇宙速度既是最小发射速度又是最大环绕速度?若卫星以比第一宇宙速度大比第二小速度发射会怎样

  为什么第一宇宙速度既是最小发射速度又是最大环绕速度?若卫星以比第一宇宙速度大比第二小速度发射会怎样

  为什么第一宇宙速度既是最小发射速度又是最大环绕速度?若卫星以比第一宇宙速度大比第二小速度发射会怎样?也就是说我假如以10km/s速度发射,会怎样?若我以5km/s发射,又会怎样?实在...

  为什么第一宇宙速度既是最小发射速度又是最大环绕速度?若卫星以比第一宇宙速度大比第二小速度发射会怎样?也就是说我假如以10km/s速度发射,会怎样?若我以5km/s发射,又会怎样?实在搞不懂,求解,谢谢。

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  知道合伙人教育行家采纳数:10369获赞数:94181八年星空的守望,七年知道的情缘。希望偕同更多朋友,共同感悟星空的美好。向TA提问展开全部为什么第一宇宙速度既是最小发射速度又是最大环绕速度?

  切记,“最小发射速度”和“最大环绕速度”都是对于特定轨道高度来讲的。前者是指如果速度没有达到第一宇宙速度,会导致近地距离小于地球半径(就是砸回地面);而环绕速度会随着轨道高度的增加而减小,以地球半径为轨道半径的圆轨道是最低的一条环绕轨道,因此具有最大的环绕速度。

  如果发射的角度合适,会进入一个椭圆轨道,越是接近第二宇宙速度偏心率越大。10km/s的速度远远大于第一宇宙速度,可以打出一个偏心率很大的椭圆轨道了(如果速度到了10.8km/s就可以上地球-月球转移轨道,也就是远地点可以有38.4万千米)。

  不管速度的方向如何,最后都会砸回地面。日常生活中就会有感性的认知,就是跳跃,速度越快可以跳得越高,只要速度不超过第二宇宙速度,但最终还会被地球引力拉回地球。航天上有一个术语——亚轨道。更多追问追答追问那么也就是说我得先用7.9以上的速度发射卫星才可以上天,进入轨道后我就可以慢慢把速度降到7.9以下了?然后随着速度的降低,卫星就会渐行渐远,还是会离地球越来越近呢?可是老师说过,要想拉开距离,必须加速才可以到更高的轨道上啊。若我在进入轨道后加速,不应该是v=根号GMr,从而离地球越来越近了,这矛盾啊。

  感谢您的慷慨解答。追答追问中的概念是混乱的,将切向运动速度和径向运动速度混为一谈,之后就出现了一堆不该有的问题。非常简单的例子,以10米每秒的速度水平或垂直于地面丢出一个球,这个球的运动状态会一致么?生活经验就会告诉我们完全不不同。那对于高速运动的卫星,对于矢量的速度不讲方向,只讲大小,把不同运动状态捏合在一起,当然会出问题了。

  所涉为切向速度的若干部分“那么也就是说我得先用7.9以上的速度发射卫星才可以上天……若我在进入轨道后加速,不应该是v=根号GMr”。

  注意这两句话,都是指圆轨道运动的天体的物体的切向运动速度。圆轨道上的物体和天体质心的距离恒定,不会出现动能和势能的转化,运动速度是恒定的。而对于不同的轨道高度,有不同的环绕速度,其数值为v=根号GMr。比如近地轨道的运动速度为7.9kms(轨道高度6370km),到了月球38.44万千米的高度,运动速度就只有1.02kms了。

  把上面两段话彻底读透的基础上再来考虑轨道高度的变化,也就是动能和势能的相互转化。到达更加高的轨道需要加速,这也容易理解,因为更高的轨道势能更高,需要更大的能量,能量从何而来?动能,只有更多的动能才能够满足能量的需求。

  上面一段话也能理解吧?但楼主在认知里还有一个错误,就是认为某一个速度对应一个轨道高度。当然,这句话是对的,但是有一个前提——圆轨道运动的天体。如果在某一个点上切向速度超过了环绕速度会怎么样?如果没有超过第二宇宙速度就是椭圆轨道,如果超过了第二宇宙速度就是逃逸(原始提问中的第一小问)。

  如果楼主有心,可能会再追问?提升轨道高度是如何完成的?答案是至少通过两次加速变轨,在航天称为霍曼转移。这段允许看不懂,学有余力可以去了解一下。

  PS 我相信这段回答有足够的质量和针对性。请多读几遍,可以理清追问中有些混乱的逻辑定势。追问好些天没上知道了,老师,您的追答我看了几遍。我可不可以这样理解:

  1.虽然高度越高,所需要的初始速度越大,但是我停留在那个轨道上时所需要的速度却越小。

  2.但是从能量的角度看来,在某一轨道上时,通过加速,动能增大,远离地球的同时势能也增大了。是不是我搞错了什么。

  3.在我看来,在做圆周运动时加速不就相当于做离心运动吗,就是因为这样才得以提升高度吗?追答

  虽然高度越高,所需要的初始速度越大,但是我停留在那个轨道上时所需要的速度却越小。

  2.但是从能量的角度看来,在某一轨道上时,通过加速,动能增大,远离地球的同时势能也增大了。是不是我搞错了什么

  引力势能Eg=-GMm/r,无穷远处为0,其他时间总是取到一个负值。再加速之后动能增加,但是之后会变成椭圆轨道,除了加速点之外,其它位置一部分动能转变为引力势能。

  3.在我看来,在做圆周运动时加速不就相当于做离心运动吗,就是因为这样才得以提升高度吗?

  圆周运动不是离心运动,物理课上从来没有离心力这个词吧。后面的逻辑也没有看懂,既然基础是错的,也不去多说了。

  关于您所说的第二点,引力势能,是不是离地球越近就负得越厉害?动能转变为引力势能是指动能减小(速度变慢)引力势能增大(但是还是小于零)吗?

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