什么是第一宇宙速度(什么是第一宇宙速度,如何计算)为什么第一宇宙速度是最小发射速度
这取决于第一宇宙的速度是如何推导出来的 。
当航天器以最小半径(靠近地表)绕地球运动时 ， 物体以匀速圆周运动方式运动 。 这时 ， 航天器上的引力等于向心力 ， 即GMM/r ^ 2=mv ^ 2/r 。
经过简化 ， 我们得到：GM=V2 r ， 其中g为引力常数 ， m为地球质量 ， r为航天器轨道半径 ， 这里为地球半径 ， v为航天器速度 。 代入数值后 ， v=7.9公里/秒 。
据说是最小发射速度 ， 因为如果低于这个速度 ， 飞船就无法绕地球飞行 ， 会飞一会儿再落回地面 。 比如你用力向前扔石头 ， 扔得越快 ， 飞得越远 。 当以一定速度抛出时 ， 当落石的弧度正好等于地球表面弯曲的弧度时 ， 石头就不会落回地面 ， 它会永远绕地球飞行(忽略大气阻力等其他因素) ， 它将是一颗人造卫星 。 这个速度是第一宇宙速度 。 因此 ， 第一宇宙速度是最小发射速度 。
无论是最大盘旋速度 ， 还是看上面的简化公式 。 公式中 ， 速度与平方半径成反比 ， 即航天器飞行轨道半径越大 ， 在保持向心力等于引力时 ， 其飞行速度越小 。
第一宇宙速度是在轨道半径与地球半径相同的基础上计算出来的 ， 但实际上 ， 没有人造卫星或航天器会在地面上飞行 ， 而且总会有一定的轨道高度 ， 至少离地球大气层100公里 。 只要它离开地面并有一定的轨道高度 ， 它绕地球飞行的速度就会小于第一宇宙 。 近地轨道卫星的线速度约为7.8公里/秒 ， 而地球同步卫星在距离地面3.6万公里高度飞行的线速度仅为3.1公里/秒 ， 因此第一宇宙速度为最大环绕速度 。
明白吗？根据这个物体的平抛运动来理解就可以了 。
被抛物体沿抛物线下落 ， 落到地面 。 初始速度越大 ， 物体被抛出的距离就越远 。 如果你达到一定的速度 ， 下落物体的弧度等于地球表面的弧度 ， 物体就不会再落到地面 ， 它会围绕地球运动 。 这个速度是地球的第一宇宙速度 。
如果要一个公式 ， 就是f=ma ， 这个a是向心加速度 ， 等于V ^ 2/R ， V是物体的速度 ， R是地球的半径 。 然后是重力 ， f=mg ， g是重力加速度 ， m是物体的质量 。
当两个力相等时 ， 物体可以绕地球旋转 。 mg=mv 2/R.
为了简化 ， v 2=rg 。 r=6.37106米 ， g=9.8m米/秒 。
可以得出v=7.9公里/秒的结论 。
这是第一宇宙速度 。
之所以说是最小发射速度 ， 是因为如果小于这个速度 ， 这个物体的下落弧度就会小于地球表面的曲率 ， 并且会落到地面 ， 所以不能绕地球做圆周运动 。 最大环绕速度可以通过万有引力直接为圆周运动提供向心力 。 F=GMM/R 2=MV 2/R V 2=GM/R ， 所以半径越小 ， 速度越高 。 最小发射速度是因为：发射高度越高 ， 发射时需要克服的阻力越大(动能转化为重力势能和内能越多) ， 所以发射时需要的初始动能就越大！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？
请记住 ， “最小发射速度”和“最大盘旋速度”都是针对特定轨道高度的 。 前者是指如果速度没有达到第一宇宙速度 ， 近地距离将小于地球半径(即打回地面)；但是 ， 环绕速度会随着轨道高度的增加而降低 。 以地球半径为轨道半径的圆形轨道是最低的 ， 因此它的环绕速度最大 。
如果卫星以大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度的速度发射会发生什么？
如果发射角度正确 ， 它将进入椭圆轨道 ， 离第二宇宙越近 ， 速度偏心越大 。 10km/s的速度远远大于第一宇宙的速度 ， 可以做出一个大偏心率的椭圆轨道(如果速度达到10.8km/s ， 可以去地月转移轨道 ， 也就是远地点可以达到38.4万公里) 。