今天给大家介绍一下逃逸速度,以及如何推导出相应的知识点。希望对你有帮助,也别忘了收藏这个网站。
5分钟,让你看看什么是逃逸速度。
逃逸速度是物体能够永久摆脱天体引力束缚的最小速度。
月球其实是有大气层的,学名是exosphere。它太薄了,以至于它的粒子很少碰撞。之所以薄,是因为月球引力太弱,抓不住盘旋在上面或者从内部渗出的气体。
月球有一个所谓的外逸层。
月球岩石释放的气体粒子大多以大于月球逃逸速度的速度向上飞行,逃逸速度是一个物体能够永久离开天体引力场,再也不回来的最小速度。
现在,由于物体的重力场强度是其质量的函数,所以从大质量天体中逃脱显然更加困难。自然,地球的逃逸速度比月球快很多,但比木星小很多,因为木星体积巨大,逃逸速度是所有行星中最高的。
速度对质量的依赖会造成一个矛盾:当我们向比地球大的星球发射探测器时,探测器必须携带大量剩余燃料,因为它需要的燃料比它燃烧的燃料多得多,才能起飞逃离地球。但是,当它在旅程中携带这些额外的燃料时,它会变得更重,因此更难加速到地球的逃逸速度。
只有当一个物体的动能等于它的引力势能时,它才能脱离质量为m的天体,质量为m的物体以V速度运动的动能为mv。根据定义,这个物体的引力势能是其与天体中心距离r的函数,公式为GMm/r,其中G为引力常数,其值为6.673 * 10 (-11) nm 2kg (-2)。建立两者之间的等式,我们得到:
我们可以利用这个方程中m和r的不同值来确定不同天体的逃逸速度。R的影响也意味着天体表面以上的物体比R表面的物体更容易逃逸,这是很明显的,因为当我们离开行星表面时,它的引力强度会降低。
最后,我们可以从方程中推断出,行星的逃逸速度与物体的质量无关。这是违反直觉的,但是恐龙和乌龟都必须以11.2 km/s的速度逃离地球(忽略空空空气阻力)!然而,加速度是质量的函数,所以即使恐龙以和乌龟相同的速度逃跑,将其加速到11.2 km/s仍然比将乌龟加速到相同的速度要困难得多。
宇宙速度是指物体离开地球和天体重力场的四个有代表性的初始速度。
航天器根据任务的不同,需要达到这四种宇宙速度中的一种。比如人类成功发射的第一颗星际探测器月球1号,需要达到第二宇宙速度才能摆脱地球引力。旅行者2号需要达到第三宇宙速度才能离开太阳系。
宇宙速度的概念也可以应用于在其他天体上发射航天器。比如计算火星的轨道速度和逃逸速度,只需要用火星的质量、半径和表面重力加速度来代替公式中的M、R和G。
1.WJ百科全书
2.天文术语
3.sciab
马萨诸塞大学
佐治亚州立大学
西北大学
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逃逸速度是多少?
假设你站在一个星球的表面。你垂直向上发射火箭。假设你不出手太狠,它会上升一段时间,但是行星引力造成的加速度最终会让它开始下降。如果发射足够大功率的火箭,就能完全摆脱星球引力。它将永远保持上升。火箭脱离行星引力所需的速度称为“逃逸速度”。你可以想象,逃逸速度取决于行星的质量:如果一个行星的质量很大,它的引力就会很强,逃逸速度也会很高。较轻的行星会有较小的逃逸速度。逃逸速度还取决于你离星球中心有多远:越近,逃逸速度越大。地球的逃逸速度为11.2公里/秒,太阳的逃逸速度约为每秒100英里。如果一个天体的质量和表面引力,
什么是逃逸速度?
逃逸速度其实是一种惯性力,一种外力产生的速度。这种惯性力在我们的周围环境中无处不在,在发动机活塞和车轮的转动中有逃逸速度。如果在无限动力的条件下,不考虑时间,能否以每秒10米的逃逸速度飞出太阳系?
答案是我飞不出去。真正离开太阳系需要一光年,速度是每秒10米,每分钟600米,每小时36公里,不到0.3光年。如果一直飞,人生就没有意义了。
行星表面的物体以一定的初速度(垂直于行星表面并忽略空的空气阻力)发射出去,然后无需给物体提供动力就能逃逸到无穷远处。这个“一定的初速度”就是行星的表面逃逸速度。如果一个物体的初速度低于这个值,它就没有动力,最终会被行星的引力拖回地表。
一个新的可以飞出太阳系的视界探测器发出L 空。
假设物体逃逸到无穷远时的速度和引力势能为零,那么物体的初始动能(1/2mv ^ 2)就是要克服它在行星表面的引力势能(GMm/r),所以有如下关系:
其中m是物体的质量,v是逃逸速度,g是引力常数,m是行星的质量,r是行星的半径。可见,行星的逃逸速度取决于其质量与其半径的比值,比值越大,逃逸速度越大。
在地球上,地球的表面逃逸速度通常被称为第二宇宙速度,约为11.2 km/s,相比之下,月球的表面逃逸速度仅为1 km/s,而太阳的表面逃逸速度为618 km/s,最特殊的是黑洞,其表面逃逸速度为光速,这意味着即使是宇宙中最快的光也无法从黑洞中逃逸出来。
什么是逃逸速度?
在天文学中,逃逸速度表示物体脱离行星引力的速度。水星的逃逸速度是4.435km/s,但这并不意味着逃逸。我愿意也希望你能吸引我的跟踪。
人造天体在没有动力的情况下脱离地球引力所需的最小速度。如果排除空的空气阻力,其值为11.2 km/s. √第一宇宙速度的两倍。
逃逸速度:一个物体垂直向上射向星球表面。如果初速度小于行星逃逸速度,物体只会上升一定距离,然后行星引力产生的加速度最终会使其下落。
决定原因
逃逸速度取决于行星的质量。如果行星质量大,引力强,逃逸速度快。相反,较轻的行星逃逸速度会较小。逃逸速度还取决于物体与行星中心的距离。距离越近,逃逸速度越大。地球逃逸速度为11.2公里/秒,太阳逃逸速度为617.7公里/秒。
如果一个天体的质量和表面引力大到逃逸速度达到甚至超过光速,这个天体就是黑洞。黑洞的逃逸速度达到30万公里/秒,一般认为宇宙没有边界,说宇宙中的物质逃到了别的地方是没有意义的。所以宇宙的逃逸速度似乎毫无意义。
逃逸速度是什么意思?
逃逸速度是物体脱离行星引力的速度。如果一个物体给出一个初速度,不提供其他动力,那么这个初速度就达到了可以脱离行星的引力速度,这个速度就叫逃逸速度。如果物体的初速度小于行星逃逸速度,就会被行星引力拉回,最终下落。
逃逸速度与行星质量密切相关。行星质量越大,逃逸速度越大,行星质量越小,逃逸速度越小。一个物体在行星表面的引力势能为-GMm/R,一个物体逃逸到无穷远处的引力势能为零。根据动能定理,V=√(2GM/r)(其中g、m、r分别代表引力常数、行星质量和行星半径)。换句话说,如果通过公式知道行星的质量和半径,就可以得到行星的逃逸速度。基于我们地球的质量和半径,地球的逃逸速度约为每秒11.2公里,月球的逃逸速度约为每秒2.38公里。
逃逸速度的计算方法是什么?
看了之前楼主的回答,既复杂又难以理解。坦白说,我不能理解甚至怀疑答案是错的。在这里我想表达一下我个人的看法!
众所周知,从地面扔石头的速度越高,扔得越高。这是因为速度越高,物体的动能越大,物体离开地面克服地球引力时产生的势能也越大。当石头以空越来越慢的速度上升,直至为零,并将落回地面时,石头的动能刚好完全转化为势能,不考虑空气阻。所以所谓的逃避,就是把石头越扔越高。当它达到无穷大时,就认为石头“逃跑”了。此时石头的势能最大(楼主说势能为零是错误的),所以能使石头从地面抛出时达到无穷大的最小初速度称为“逃逸速度”,等于石头从无穷大落回地面时的速度(假设略大于零下落速度)。
物体在无穷远处的势能是
E=GMm∫1/R^2*Dr(R,+∞)
=GMm/R
落回地面时的动能等于换算后的势能E,所以1/2mv2 = GMM/R
V=√(2Gm/R^2*R)
=√(2gR)(R约为地球半径6370km,g为地球表面加速度GM/R ^ 2 = 9.807m/s。
所以v = √ (2 * 9.807 * 6370) = 11.14 km/s。
以上是逃逸速度的介绍以及如何推导。不知道你有没有从中找到你需要的信息?如果你想了解更多这方面的内容,记得关注这个网站。
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