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第壹宇宙速度推導過程

第壹宇宙速度推導過程介紹如下:

繞地球表面做圓周運動的衛星的線速度是地球的第壹宇宙速度,萬有引力提供衛星做圓周運動的向心力,由牛頓第二定律可以求出第壹宇宙速度。

第壹宇宙速度,又稱環繞速度,是物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的最小發射速度,其值為7.9公裏/秒。推導過程如下:

首先,根據萬有引力定律,我們知道兩個物體之間的引力 F 和它們的質量 m1 和 m2,以及它們之間的距離 r 有關,表達式為 F=G(m1*m2)/r^2。

同時,物體在軌道處所受的萬有引力近似等於衛星在地球表面所受的重力,也就是說重力提供向心力。因此,我們可以得到公式 G\frac{M_{地}m}{r_{地}^{2}}=m\frac{v_{1}^{2}}{r_{地}}。

將上述兩個公式結合,我們可以得出 GM=gr,從而解得 v=gr。

最後,將地球半徑 R=6.37×10^6m 和重力加速度 g=9.8 m/s? 代入上式,開平方後我們可以得到第壹宇宙速度的值約為7.9 km/s。這意味著物體在獲得這壹水平方向的速度後,不需要再加動力就可以環繞地球運動。

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