第一宇宙速度推导过程

第一宇宙速度推导过程介绍如下:

第一宇宙速度推导过程

绕地球表面做圆周运动的卫星的线速度是地球的第一宇宙速度,万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律可以求出第一宇宙速度。

第一宇宙速度,又称环绕速度,是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度,其值为7.9公里/秒。推导过程如下:

首先,根据万有引力定律,我们知道两个物体之间的引力 F 和它们的质量 m1 和 m2,以及它们之间的距离 r 有关,表达式为 F=G(m1*m2)/r^2。

第一宇宙速度推导过程

同时,物体在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地球表面所受的重力,也就是说重力提供向心力。因此,我们可以得到公式 G\frac{M_{地}m}{r_{地}^{2}}=m\frac{v_{1}^{2}}{r_{地}}。

将上述两个公式结合,我们可以得出 GM=gr,从而解得 v=gr。

最后,将地球半径 R=6.37×10^6m 和重力加速度 g=9.8 m/s² 代入上式,开平方后我们可以得到第一宇宙速度的值约为7.9 km/s。这意味着物体在获得这一水平方向的速度后,不需要再加动力就可以环绕地球运动。