为什么会有三个宇宙速度?慢慢飞难道无法飞出地球吗?

姗姗说脑洞科普 2024-08-01 10:06:50

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你有没有想过假设按照每秒1公里的速度慢慢的飞,难道就不能飞出地球吗?

我们共同回顾一下高中时的知识:

第一宇宙速度等于每秒7.9公里(目标是环绕地球,不落到地面)

第二宇宙速度等于每秒11.2公里(目标是飞出地球,达到跟地球任意一点的距离)

第三宇宙速度等于每秒16.7公里(目标是飞出太阳系)

因此,答案是肯定不行的!

难道是飞着飞着突然会出现一股神秘的力量,向接近于上升起或者是突然下落?显然都不是!

理论上如果能保持某个大于0的速度,把速度定义为常量,那么时间趋于无穷的时候,位移也会趋于无穷,这就是速度本身的定义,但如果想飞出地球,这个定义就发生了变化。

宇宙飞行和地球开车区别太大

我们需要知道的是,在宇宙飞行的过程中地球会不断地施加引力,为了能够保持一个恒定的速度,只能通过相反的力来抵消引力。而唯一的方法就是消耗能源,也就是消耗燃料。

然而在太空中加燃料,可不像在地球上加燃料这么简单。假设,当你开车出行时,发现车子突然没油了,只要不在无人区,大概率周围都能找到加油站,但是在太空中可就不一样了,你根本没有原地熄火思考的时间,就已经被地球或者其他星球拽过去了。

或许你会问,咱们出发前燃料多带点不行吗?

那太想当然了!

汽车前进的动力是轮胎反推地面的摩擦力,但是太空中是无法借力的,只能通过向后喷射物质来让火箭箭身前进。这就导致,想要提升速度,就需要多带燃料,而燃料的增加,又需要更多的燃料来推动,结果出现恶性循环,单位质量燃料的效果大大下降。因此太空飞行不能指望通过多带燃料来解决,往往都是带的料紧紧巴巴,只要刚好满足或者稍微留一点备用即可。

三个宇宙速度的推理

重力加速度:g=9.8m/s²

外有引力常数:G=6.67 x10^-11N·m²/kg²

地球半径: r地= 6.37x10^6m

地球质量:M地=5.96x10^24kg

太阳质量:M日=1.99 x10^30kg

太阳与地球之间的距离:r日地=1.50x10^11m

第一宇宙速度又称环绕速度——7.9km/s

计算公式为:

第二宇宙速度又称环绕速度——11.2km/s

计算公式为:

第三宇宙速度又称环绕速度——16.7km/s

计算公式为:

目前我国的嫦娥6号已经达到每秒10.6公里的飞行速度,网友调侃道:嫦娥6号的速度让世界各国都学会了讲文明懂礼貌。然而,这也仅仅是接近于第二宇宙速度。

随着科技的发展,或许有一天人类可以超越宇宙第三速度,离开太阳系,看看外面的世界。如果能等到那一天,你最想带上谁一起前往呢?

▲我是姗姗,目标40岁退休的江南女子。关注我,就是在增长自己的知识点,提升自己的学习力!愿在这个混沌的世界里,遇见纯粹的你,坚持梦想的你,持续充电的你,共观这大千世界里的无限美景!

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