如何根据椭圆轨迹计算第二宇宙速度??

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/29 10:05:46
一般方法是假设发射到无穷远处用求极限运动轨迹是直线,而课本上的插图却又是椭圆轨迹

-----------楼主看这里,这里有答案哦,而且不是复制粘贴的--------

首先说明一下,如果轨迹是椭圆,那么发射速度一定不是第二宇宙速度

第一宇宙速度:可以维持物体在近地面绕地球做晕速圆周运动的速度,轨迹是近地面的圆(不考虑空气和地形因素,取轨道半径为地球半径)

第二宇宙速度:可以使物体永远逃逸地球束缚的最小速度

第三宇宙速度:可以是物体永远逃逸太阳束缚的最小速度

第一宇宙速度下,物体完全在地球束缚下。当物体能量增加,可以由圆轨道变成椭圆轨道,但是仍然不能彻底逃脱地球束缚,早晚还要周期性的回到近地点。随着能量的增加,椭圆的曲率越来越大(椭圆离心率为开区间(0,1)),物体可以运动到离地球越来越远的距离,但是终究还是要回来。当足够大时,离心率会变成1,这时候就变成了抛物线,物体就不会回来了,抛物线不是闭合的。如果发射时,直接可以让物体进入抛物线状态,那么这个发射速度的下限就是第二宇宙速度。

求第二宇宙速度,只需要满足,物体发射时的动能,可以恰好填补物体受到地球束缚影响所获得的负势能的空洞即可。当物体逃到无限远处时,就是物体的动能完全消耗掉,全都填补了势能负值的空洞。这时候物体不具有任何动能和势能。不具有动能意味着物体的速度趋近无穷小,无势能意味着物体受地球的引力趋近无穷小。

求第二宇宙速度:
1/2mv方+(-GMm/r)=0
v=根号(2GM/r) r为地球半径----------第二宇宙速度

1楼和4楼给的式子是错的哦。 既然都说了是抛物线,那么e=1,分母不是为0了么??

PS:
1。注意,物体在地球上是拥有负的势能(以无限远离地球束缚的情况为0势能参照),势能表达式为 -GMm/r ,就是万有引力在从r到无穷远的定积分。

2。如果以第二宇宙速度发射,轨迹不一定非得是抛物线,是射线(直线)也是可以的,只要满足动能能填补负势能即可。能量理论上是这样的,但是实际发射中直线与抛物线到底用哪个我不能确定,要考虑其他因素。但是这些并不影响第二宇宙速度的求得。

抛物线可以看作 法向的直线