1樓:綠鬱留場暑
當速度達到11.2km/s時就可以脫離地球引力。
在星球表面垂直向上射出一物體,若初速度小於星球逃逸速度,該物體將僅上升一段距離,之後由星球引力產生的加速度將最終使其下落。地球的逃逸速度為11.2km/s。
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計算方法
一個質量為m的物體具有速度v,則它具有的動能為mv^2/2。
假設無窮遠地方的引力勢能為零(應為物體距離地球無窮遠時,物體受到的引力勢能為零,所以這個假設是合理的),則距離地球距離為r的物體的勢能為-mar(a為該點物體的重力加速度,負號表示物體的勢能比無窮遠點的勢能小) 。又因為地球對物體的引力可視為物體的重量,所以有
gmm/r2=ma
即a=(gm)/r2.
所以物體的勢能又可寫為-gmm/r,其中m為地球質量。設物體在地面的速度為v,地球半徑為r,則根據能量守恆定律可知,在地球表面物體動能與勢能之和等於在r處的動能與勢能之和,即
mv2/2+(-gmm/r)=mv2/2+(-gmm/r)。
當物體擺脫地球引力時,r可看作無窮大,引力勢能為零,則上式變為
mv2/2-gmm/r=mv2/2.
顯然,當v等於零時,所需的脫離速度v最小,即
v=2gm/r開根號,
又因為gmm/r2=mg,
所以v=2gr開根號,
另外,由上式可見脫離速度(第二宇宙速度)恰好等於第一宇宙速度的根號2倍。即11.2km/s。
2樓:匿名使用者
當物體速度達到第二宇宙速度就會脫離地球引力。
當航天器超過第一宇宙速度v1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽執行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱脫離速度。所謂擺脫地球束縛,就是幾乎不受地球引力影響,這與處於離地球無窮遠點的位置得情況等價。
這裡要注意,由於月球還未超出地球引力的範圍,故從地面發射探月航天器,不需要達到第二宇宙速度v2,實際上其初始速度不小於10.848 km/s 即可。
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地球引力的應用:
發明槓桿結構原理:它是仿造球體重量懸空位能結構,將槓桿重力點懸空在槓桿支點之上,再用連線杆與杆杆力臂上的作用力點反向共點連線。公知普通槓桿的重力點是在重力臂的一端。
其重力也就無位能可言,但發明槓桿無重力臂,重力為懸空點,所以,槓桿重力也就實現了類似球體結構位能,即實現了將槓桿上本無位能的重力因懸空而具有了位能,這就是它的結構原理。
3樓:匿名使用者
體達到11.2千米/秒的運動速度時能擺脫地球引力的束縛。在擺脫地球束縛的過程中,在 地球引力的作用下它並不是直線飛離地球,而是按拋物線飛行。
脫離地球引力後在太陽引力 作用下繞太陽執行。若要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系,物體的運動速度必須達到16.7千/秒。
那時將按雙曲線軌跡飛離地球,而相對太陽來說它將沿拋物線飛離太陽。
人類的航天活動,並不是一味地要逃離地球。特別是當前的應用航天器,需要繞地球飛行,即讓航天器作圓周運動。我們知道,必須始終有一個與離心力大小相等,方向相反的力作用 在航天器上。
在這裡,我們正好可以利用地球的引力。因為地球對物體的引力,正好與物體 作曲線運動的離心力方向相反。經過計算,在地面上,物體的運動速度達到7.
9千米/秒時,它所產生的離心力,下好與地球對它的引力相等。這個速度被稱為環繞速度。
上述使物體繞地球作圓周運動的速度被稱為第一宇宙速度;擺脫地球引力束縛,飛離地球的 速度叫第二宇宙速度;而擺脫太陽引力束縛,飛出太陽系的速度叫第三宇宙速度。根據萬有引力定律,兩個物體之間引力的大小與它們的距離平方成反比。因此,物體離地球中心的距 離不同,其環繞速度(第一宇宙速主)和脫離速度(第二宇宙速度)有不同的數值
4樓:茆環卷良駿
在不上升到一定高度的情況下,是無法脫離地心引力的,但可以讓人處於完全失重狀態例如人坐在飛機上,飛機做拋物線運動
5樓:匿名使用者
長久以來,人們一直渴望離開地球,去探索地球外面的空間。遺憾的是,由於無法克服地球的束縛,致使這一企盼一直未能實現。地球產生的引力,不僅抓住人類及地表一切物體不放,而且把厚厚的大氣層牢牢地約束在自己周圍,甚至還將38.4萬公里以外的月球也「拴」在身旁。
牛頓提出
擺脫地球引力束縛的原理
人類要飛向太空必須首先掙脫地球引力的「枷鎖」,而戰勝引力的決竅是提高運動速度。英國科學家艾薩克·牛頓在《自然哲學的數學原理》中指出,讓物體圍繞地球旋轉,利用旋轉產生的離心力可以克服地球的引力。牛頓設想,在一座高山上架起大炮對著前方,以一定速度將炮彈平射出去,由於地球引力作用,炮彈將沿著一條拋物線運動,並在到達一定距離後降落到地面。
如果加大炮彈速度,則其射程隨之增加。當炮彈速度加到足夠大的數值時,它就能克服地球引力而圍繞地球作圓周運動;當炮彈速度大於此一數值時,就以發射位置為近地點繞地球作橢圓運動;當炮彈速度再增大時,它就脫離地球空間而到行星際空間漫遊。這個擺脫地球引力束縛的力學原理,為人類漫遊太空指出了正確方向。
飛向太空的宇宙速度
從研究兩個質點在萬有引力作用下的運動規律出發,人們通常把航天器達到環繞地球、脫離地球和飛出太陽系所需要的最小速度,分別稱為第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。
第一宇宙速度(v1) 航天器沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度,也叫環繞速度。按照力學理論可以計算出v1=7.9公里/秒。航天器在距離地面表面數百公里以上的高空執行,地面對航天器引力比在地面時要小,故其速度也略小於v1。
第二宇宙速度(v2) 當航天器超過第一宇宙速度v1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽執行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱逃逸速度。按照力學理論可以計算出第二宇宙速度v2=11.2公里/秒。由於月球還未超出地球引力的範圍,故從地面發射探月航天器,其初始速度不小於10.848公里/秒即可。
第三宇宙速度(v3) 從地球表面發射航天器,飛出太陽系,到浩瀚的銀河系中漫遊所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。按照力學理論可以計算出第三宇宙速度v3=16.7公里/秒。需要注意的是,這是選擇航天器入軌速度與地球公轉速度方向一致時計算出的v3值;如果方向不一致,所需速度就要大於16.7公里/秒了。
可以說,航天器的速度是掙脫地球乃至太陽引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破宇宙速度。
由於航天器在地球稠密大氣層以外極高真空的宇宙空間以類似自然天體的運動規律飛行,所以實現航天首先要尋找不依賴空氣而又省力的運載工具。
火箭本身既攜有燃燒劑,又帶有氧化劑,能夠在太空中飛行。但要掙脫地球引力和克服空氣阻力飛出地球,單級火箭還做不到,必須用多級火箭接力,逐級加速,最終才能達到宇宙速度要求的數值。
現代運載火箭由箭體結構、動力裝置、制導和控制系統、遙測系統、外測系統、安全自毀和其他附加系統構成,各級之間靠級間段和分離機構連線,航天器裝在末級火箭的頂端位置,通過分離機構與末級火箭相連;航天器外面裝有整流罩,以便在發射初始階段保護航天器。
運載火箭的技術指標,包括運載能力、入軌精度、火箭對不同重量的航天器的適應能力和可靠性。航天器的重量和軌道不同,所需火箭提供的能量和速度也各不相同,各種軌道與速度之間有一定的對應關係。如把航天器送入185公里高的圓形軌道執行所需的速度為7.8公里/秒;航天器進入1000公里高的圓形軌道執行所需速度為8.3公里/秒;航天器進入地球同步轉移軌道執行所需速度為10.25公里/秒;航天器探測太陽系所需速度為12~20公里/秒等。
直到今天,只有依靠火箭才能突破宇宙速度,實現人類飛天的理想。
6樓:匿名使用者
離開地球,到別的星球上去了
風為什麼擺脫地球引力,為什麼火箭脫離地球引力需要達到一定速度,如果以稍慢的速度不斷飛行,難道就永遠飛不出去?
因為引力被浮力抵消,致使引力和浮力已經扯平,所以風可以擺脫地球引力的影響。主要是風的質量比較小,比較籠統,吸引不住他呀。根據牛頓萬有引力定律,兩個有質量的物體之間存在著相互吸引的力。你有質量,地球有質量,因此你會受到地心引力,即使不在地球上。離地球越遠,這種力越弱。具體來說這種力與距離的平方成反比。...
為什麼達到第一宇宙速度就能脫離地球
體達到11.2千米 秒的運動速度時能擺脫地球引力的束縛。在擺脫地球束縛的過程中,在 地球引力的作用下它並不是直線飛離地球,而是按拋物線飛行。脫離地球引力後在太陽引力 作用下繞太陽執行。若要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系,物體的運動速度必須達到16.7千 秒。那時將按雙曲線軌跡飛離地球,而相對太陽來說它...
怎麼讓地球氣候變好,怎樣才能讓地球的氣候變得越來越好
大量的植樹造林,保護溼地,就可以將地球上的氣候逐步變好。我就是一個最普通的農民,業餘進行人工改造氣候的科學研究,早在1968年就發現了水從空中來,1978年又意外的發現了一個天然的天文氣象觀測站,1988年提出人工誘發小旋風致雨的設想,1998年提出中國需要12333工程的設想,2008年提出塔里木...