这个速度就是所谓的第一宇宙速度。在这个物体的参照系中,这个速度产生的离心力正好和它所受到的地球引力大小相等方向相反,也就是互相抵消。物体的离心力是mv2/R,地球对物体的引力是GMm/R2,其中M是物体的质量,V是其垂直于半径的速度,M是地球的质量,R是其到地心的距离,G是引力常数。

关于物理,第一宇宙速度?

关于物理,第一宇宙速度

施郁复旦大学物理学系教授你将一个物体向空中扔去。你会看到这个重物到了最高点后,又落回地上。你给物体的初速度越大,它所能到达的高度越高。如果你或者你所用的机器给这个物体的速度足够大而且垂直于地球的半径,它可以以此速度绕地球运动。在这个物体的参照系上,这个速度导致的离心力正好与它收到的地球的万有引力大小相等方向相反,也就是说,互相抵消。

这个速度就是所谓的第一宇宙速度。它究竟是多少呢?可以算出来。物体的离心力是 mv2/R,物体受到的地球的引力是 GMm/R2, 其中m是物体的质量,v是它垂直于半径的速度,M是地球质量,R是它到地心的距离,G是引力常数。由此算得v=(GM/R)1/2。代入数值,得到在地球表面,v=7.9公里/秒。如果物体速度大于第一宇宙速度,那么离心力比地球引力大,所以地球引力抓不住它,它就离开地球表面。

随着离地心越远,物体速度就越小。最后在一定高度会回落下来。可以想象,如果在地球表面得到的初始速度足够大,理论上它可以到达无穷远,或者说,离开地球的引力场。这个速度也可以算出来。简单的方法是用能量守恒。在无穷远处忽略其它天体, 引力势能为零,速度为零,所以动能也为零。而在地球表面,引力势能是-GMm/R, 动能是mv2/2。

时间和速度的关系怎样的?

时间和速度的关系是怎样的

时间是描述变化的参数变量,而速度是单位时间内距离的变化,是一个复合参数变量。在经典情况下,也就是在一个小空间里,时间和速度的关系是线性的,比较简单。但是,如果考虑到空间效应,物体的外部能量有几种。一个是动能,与物体的特性有关,即质量和参量速度;另一个是势能,与空间的特性有关,即普朗克常数和弛豫时间频率的倒数。


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