第三宇宙速度计算方式

发布网友发布时间：2024-10-07 11:54

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热心网友时间：2024-11-15 22:56

要计算第三宇宙速度，首先需要掌握几个基础物理公式。引力常数G、中心天体质量M、环绕体质量m、轨道半径r以及速度v是其中的关键变量。第三宇宙速度的计算公式是v² = G * M / r。以月球为例，其半径约为1738公里，即地球半径的3/11，质量约为7350亿亿吨，大约是地球质量的1/81。月球的第一宇宙速度约为1.68公里/秒。第二宇宙速度可以通过V² = GM(2/r - 1/a)公式得出，当a趋向无穷大时，第二宇宙速度V₂约等于2.38公里/秒，接近第一宇宙速度的√2倍。第三宇宙速度V₃的计算较为复杂。以地球绕太阳运动为例，平均线速度为29.8公里/秒。为了让人造天体脱离太阳引力，所需的逃逸速度为42.1公里/秒。考虑到地球的运动，如果人造天体与地球运动方向一致，利用地球的运动速度，其在脱离地球引力场后所需的初始速度V₀为两者之差，即12.3公里/秒。假设在地球表面发射速度为V₃，我们可以通过以下公式计算：V₃² - V₀² = GM(2/r - 2/d)，其中d是地球引力作用范围的半径。由于d远大于r，2/d的项可以忽略。简化后得到：V₃ = √[(42.1公里/秒)² - (12.3公里/秒)²] ≈ 16.7公里/秒。这就是第三宇宙速度的近似值。
第三宇宙速度，即从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7公里/秒时，可以摆脱太阳引力的束缚，脱离太阳系进入更广阔的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。