人造衛星繞地球飛行的速度-tft每日頭條

人造衛星繞地球飛行的速度

生活更新时间:2025-01-06 01:07:51

中學時候物理課本上講，人們通常把航天器達到環繞地球、脫離地球和飛出太陽系所需要的最小發射速度，分别稱為第一、第二、第三宇宙速度。分别為7.9km/s 、11.2km/s 、16.7km/s。

那麼對于人造地球衛星來說，發射到太空進入環繞地球軌道之後，速度還是7.9km/s嗎？今天小編就告訴您答案。

人造衛星繞地球飛行的速度（人造地球衛星發射進入地球軌道後速度還是第一宇宙速度7.9km）1

人造地球衛星發射

根據萬有引力定律，在地球上人造衛星，要想脫離地球引力，則必須具備第一宇宙速度，也就是7.9km/s 。其推導公式為：

人造衛星繞地球飛行的速度（人造地球衛星發射進入地球軌道後速度還是第一宇宙速度7.9km）2

萬有引力公式

解得GM=V² r，将r = 6.375×106m，地球質量M=5.965×10^24kg,萬有引力常數6.67259×10^-11 代入，并開平方，得v≈7.9 km/s 。

當到達這一速度之後，衛星将環繞地球運動。這裡的“環繞地球”運動，實際上指的是離地面不遠的距離，是“沿着”地球表面運行的，也就是公式中r的的距離。如果保持這個距離的前提下，繼續增加速度，那麼衛星将脫離地球的引力作用範圍，成為一個和地球“并列”的“行星”。

人造衛星繞地球飛行的速度（人造地球衛星發射進入地球軌道後速度還是第一宇宙速度7.9km）3

三大宇宙速度

那麼一般人造地球衛星都是作用在地球的引力範圍之内，也就是說繞着地球旋轉，一般軌道都是比較高的，遠大于r的距離。那麼在升高軌道之後，繞地球旋轉的人造衛星，速度是多少呢。接下來從兩方面分析。

第一還是從萬有引力定律入手：

人造衛星繞地球飛行的速度（人造地球衛星發射進入地球軌道後速度還是第一宇宙速度7.9km）4

萬有引力公式

從公式來看，質量和G不變，r變大，必定會引起v的減小。也就是說在進入高軌道的地球衛星速度會減小。

另一方面，從能量守恒的角度來看，軌道變高，勢能變大，必然導緻動能減小，因此速度減小。

從這兩方面分析，結果殊途同歸，所以在人造衛星進入太空之後，繞地球運動的速度小于第一宇宙速度7.9km/s 。

這裡可以拿GPS衛星為例，一般GPS衛星的軌道在2萬千米左右，運動周期約為12小時，也就是說繞地球一周為12小時。這麼計算下來的話，其速度在3.7km/s ，小于第一宇宙速度7.9km/s 。

人造衛星繞地球飛行的速度（人造地球衛星發射進入地球軌道後速度還是第一宇宙速度7.9km）5

GPS衛星

好了，今天就給大家分享到這裡，看完小編的介紹，是不是對第一宇宙速度有了進一步的理解呢。

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