第二宇宙速度的推导(第二宇宙速度只是理论推导还是有过实验验证)
第二宇宙速度是通过实验由天文学家、数学家推导出来的。
这里以地球扔苹果来比喻吧,要想苹果扔出去它成为卫星,那么至少以7.9的速度发射,才能找一个近地的圆轨道变成了人造卫星。那如果发射速度大于7.9会出现什么情况呢?我们假设速度变成8.0, ,那肯定跑的要远点,但是最终没有脱离地球的吸引又回来了。如果速度再大一点,它跑得更远,但还是回来,再大点回来,再大点还是要回来,那有时候速度越大他跑得越远,但是那最终还是被吸回来了,那是不是可以无穷大呢?也不是。
研究发现,当它达到了速度等于11.2千米每秒这个速度的时候,就发生了一个特别不一样的变化了。就发现这个苹果扔出去之后,再也没回来哪去了,哪里去了呢?可能绕着离地球比较近的火星去运动吧。也就是说它脱离了地球的吸引,绕别星球的走。那么这个速度我们把它称之为第二宇宙速度也叫做脱离速度。
那么这个速度v2=11.2是怎么算出来的呢?给大家讲一下,那么大家看一下,1v2的时候是比较特殊的,就是再也没回来,脱离了地球的吸引,那也就是说运动到了无穷远处,无穷远处为什么会脱离体?就吸引了,只要我们知道他往外走的时候,受的引力是这个方向,速度是这个方向,切线那么夹角呢,是钝角,所以它是一个减速过程,所以他越要往外走,速度越小越往外走速度越小,那么当达到了这个位置,我们看一下这是我们说的无穷远处的这个点,这个位置发现什么呢万有引力,他要是趋近于无穷的话,那么关于引力就趋近于0了,也说这个时候地球对他没有吸引力了,那么假设这时候,有那么一丁丁点速度,他就跑到人家这个引力范围内了,那我们这个临界情况就认为这块速度也是0,(V=0),这就是临界情况,那么V2看看怎么求?那么从这儿到这儿的过程中,只受外界的引力。也可以说只受重力,那只受重力好像也只有重力做功,所以机械能是守恒的,那这事就好办了。那么发射点和无穷远处,这个过程中机械能的总量就没有变过,那我们通常都规定无穷远处电势能为0,这个这个引力势能是0。我们看一下,发射点它这的动能加上势能是这个,无穷远处它的动能,还有它的势能是这个,那么化成等号,这就是机械能守恒,我们对号入座,EK这应该是1/2mv2方。