La primera fórmula para derivar la velocidad cósmica es F=GMm/r=mv/r. De esta fórmula podemos obtener GM=gr.
Así se obtiene v=gr Sustituyendo R=6,37×10m y g=9,8 m/s, y sacando la raíz cuadrada, obtenemos v= 7,9 km/s. Donde F es la fuerza gravitacional entre dos objetos, G es la constante gravitacional universal y r es la distancia entre los dos objetos.
mg=mv^2/r,
La solución es v=√gr,
que es aproximadamente 7,9 kilómetros por segundo.
1. ¿Cuál es la primera velocidad cósmica?
1. Cuando los primeros humanos exploraban rutas espaciales, con el fin de estimar la energía mínima necesaria para vencer la gravedad de la Tierra y la sol, introdujeron el El concepto de tres velocidades cósmicas supone que la Tierra es un anillo y no hay atmósfera a su alrededor. La órbita más baja que un objeto puede mover alrededor de la Tierra es una órbita circular con el mismo radio que el radio de la Tierra.
2. En este momento, la velocidad del objeto es la primera velocidad cósmica, que es de unos 7,9 kilómetros/segundo. Una vez que el objeto obtiene esta velocidad horizontal, puede moverse alrededor de la Tierra sin energía adicional.
3. Sin embargo, para que los objetos de la Tierra escapen de la gravedad de la Tierra y se conviertan en planetas artificiales que orbitan alrededor del Sol, la velocidad mínima requerida es la segunda velocidad cósmica.
4. En segundo lugar, la velocidad del universo es de unos 11,2 kilómetros/segundo, que es el doble de la velocidad del primer universo. Un objeto terrestre adquiere tal velocidad que puede abandonar la Tierra siguiendo una órbita parabólica.
5. En tercer lugar, la velocidad cósmica es la velocidad mínima de los objetos en la Tierra que salen del sistema solar en relación con el centro de la Tierra. La tercera velocidad cósmica es de aproximadamente 16,6 kilómetros por segundo. Los objetos en la Tierra pueden volar lejos de la Tierra a lo largo de una órbita hiperbólica aprovechando al máximo la velocidad de revolución de la Tierra y ganando esta velocidad. Cuando alcanza una distancia de 930.000 kilómetros desde el centro de la Tierra, se considera que ha escapado. la gravedad de la tierra, y luego se alejará del sol. Movimiento bajo la influencia de la gravedad.
6. La órbita de este objeto en relación con el Sol es una parábola y eventualmente se separará del campo gravitacional del Sol y saldrá volando del sistema solar.
7. Aquí también enfatizamos algunas velocidades orbitales especiales, como la velocidad orbital, la velocidad de escape, etc., que a veces se denominan primera y segunda velocidades cósmicas respectivamente. Los científicos estiman que cuando esta velocidad alcance los 110-120 kilómetros por segundo, los objetos abandonarán la Vía Láctea, por lo que algunos científicos llaman a 110-120 kilómetros por segundo la cuarta velocidad cósmica.
8. En resumen, hay cuatro velocidades cósmicas. Para que los internautas las entiendan más claramente, hagamos un breve resumen a continuación.
Velocidad cósmica: La velocidad mínima requerida para que una nave espacial lanzada desde la superficie terrestre orbite la Tierra, escape de la gravedad terrestre o salga volando del sistema solar.
La primera velocidad cósmica: el primer nivel de velocidad cósmica Cuando un objeto tiene una velocidad de 7,9 km por segundo, su movimiento se equilibra con la gravedad de la tierra, y no vuelve a caer al suelo y. orbita la Tierra con un movimiento circular uniforme, por lo que también se le llama velocidad orbital.
Segunda velocidad cósmica: El segundo nivel de velocidad cósmica Cuando un objeto se mueve a una velocidad de 11,2 km por segundo, puede desprenderse de la gravedad de la Tierra y dejar de moverse. Por eso, esta velocidad también se llama. la velocidad de escape.
Tercera velocidad cósmica: El tercer nivel de velocidad cósmica Cuando un objeto tiene una velocidad de 16,7 km por segundo, puede escapar de la gravedad del sol y dejar de moverse.
La cuarta velocidad cósmica: el cuarto nivel de velocidad cósmica Cuando un objeto tiene una velocidad de 110 ~ 120 km por segundo, puede escapar de la atracción gravitacional de la Vía Láctea y alcanzar una galaxia exterior.
2. La fórmula de derivación de la primera velocidad cósmica
9 Sabemos que la primera velocidad cósmica también se llama velocidad orbital, que se refiere al movimiento circular de los objetos lanzados. la tierra volando alrededor de la tierra velocidad inicial mínima requerida. Si se va a realizar un movimiento circular, siempre debe actuar una fuerza sobre la nave espacial, cuya magnitud sea igual al cuadrado de la velocidad lineal de la nave espacial multiplicada por su masa dividida por el radio de revolución.
10, es decir, F=\frac{mv^2}{R}, donde \frac{v^2}{R} es la aceleración centrípeta del objeto en movimiento circular.
Aquí, simplemente se puede utilizar la gravedad de la Tierra. Con el radio y la velocidad de la órbita apropiados, la gravedad de la Tierra sobre el objeto es exactamente igual a la fuerza centrípeta del objeto en movimiento circular.
11. La fórmula de cálculo para la primera velocidad cósmica es: G\frac{Mm}{R^2} = m\frac{v_1^2}{R} v_1 = \sqrt{\frac{ GM }{R}} = 7,9 km/s o: mg = m\frac{v_1^2}{R} v_1 = \sqrt{gR} = 7,9 km/s De hecho, hay una atmósfera densa en la superficie de La Tierra, y la nave espacial no puede moverse en un círculo cerca de la superficie de la Tierra, pero debe volar a una altitud de 150 kilómetros antes de poder moverse en un círculo alrededor de la Tierra. La velocidad orbital a esta altitud es de 7,8 kilómetros/segundo.