三大宇宙速度.docx

三大宇宙速度定义:从研究两个质点在万有引力作用下的运动规律出发，人们通常把航天器达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度，分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度第一宇宙速度（V1）航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度按照力学理论可以计算出V仁7.9公里/秒航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于VI第一宇宙速度的计算：在以地球为半径的轨道上运行的速度，万有引力=向心力，GM/RA2=VA2/r第二宇宙速度（V2）当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称脱离速度按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，其初始速度不小于10.848公里/秒即可第二宇宙速度的计算：能脱离地球引力到达无穷远处的最小速度，此时在无穷远处总能量为零，根据机械能守恒1/2VA2（动能）-GM/R（势能,是负的）=0第三宇宙速度（V3）从地球表面发射航天器，飞出太阳系，至U浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度，就叫做第三宇宙速度。

按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的V3值；如果方向不一致，所需速度就要大于16.7公里/秒了可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的唯一要素，目前只有火箭才能突破该宇宙速度第三宇宙速度的计算：能脱离太阳的引力到达无穷远处的最小速度，这样只需把第二宇宙速度方程中地球的质量换成太阳的质量，地球半径换成地球公转轨道半径就行了，但不同的是，解出速度后，还要再减去地球的公转速度才是最终的第三宇宙速度，因为地球的公转已经提供了一定的动能了，况且发射速度都是相对于地球来说的注：上面的方程中m（发射体的质量）都已经约去，所以像1/2VA2并不是真正的动能表达式，只是为了说明这个式子的物理意义还有，第一第二宇宙速度的表达式中GM可以用gRA2来代换，这样就不必知道地球的质量了，地球半径为6400km。