发射人造卫星的最小速度必须是7.9km/s吗?教科书是这么说的。那月球速度为何只有5000多米每秒? 发射人造卫星时,发射速度只要大于7.9km/s就可以。对吗?

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01
你要知道7.9km /s是最小发射速度,同时也是最大环绕速度,从高中阶段来说,要发射人造卫星使之绕地球环绕,至少给予其7.9km /s的初速度,同时这也是月球到达近地轨道的环绕速度,若要求卫星达到更高的高度,发射速度必须大于7.9km/s,而月球在上升过程中克服重力做功,当到达更高的轨道时,速度已小于发射速度了。月球不是发射上去的,所以不需要7.9km/s的初速度,但是满足圆周运动的规律。5km/s<7.9km/s,原因呢:7.9km/s是最大环绕速度

  对的,7.9是航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。按照力学理论可以计算出第一宇宙速度=7.9公里/秒
  物体所受重力=万有引力= 航天器沿地球表面作圆周运动时向心力 
  即mg=GMm/r^2=mv^2/r
   mg=mv^2/r
  所以v^2=gr
   ,g=9.8 m/s^2
   v= 7.9 km/s
而R地≠R月(R月≈2.55*10^6m),所以月球速度只有5000多米每秒。

懂啦?

只有第一级发射时,地面产生的反作用力最大,而后第二、第三、- - -,由于越来越远离地面,所以地面产生的反作用力越来越小,或者说越来越接近零。而为了能使后续发射的卫星速度达到,不同高度轨道的运行速度。所以第一级火箭的速度必需为后续火箭的速度储备能量,即只有7点9千米秒的速度,才不负使命。
月球5000米是它运行速度,如果再给月球加一级火箭,那月球就远远超过38万千米高度。由于越高地球引力越小,月球的浮力也需要的越小,所以月球运行的速度也要小于现在的运行速度。也就是说月球越高,越不需要月球和磁场对流那么快,即越不需要月球和磁场对流产生那么大的浮力。所以越高运行速度越慢。 也所以月球速度只有5000米。

这是中学阶段的一个近似发射速度 ,实际上卫星的发射是一个不断加速的过程 ,只是把发射速度等效为一个给卫星的 瞬间速度。

月球速度小于 7.9km/s ,是因为若从地面发射一个 7.9 km/s 的物体 ,飞向月球位置的过程中 ,会克服地球引力做功 ,损耗一部分动能 ,所以 ,到月球位置的速度就比 7.9 km/s小的多了 。

这个最小速度实际上说得并不准确,诚如楼主所说,我们确实可以慢慢把火箭升上去,当达到一定的高度时,再调整火箭的速度和方向,使之满足该轨道上圆周运动的条件;
但实际情况不是如此!
发射火箭的时候,一般是距离地面较近的时候,多级火箭就已经完成分离,使火箭达到足够的速度!而飞行器环绕地球所需的机械能表达式是W=-GMm/2a,根据这个表达式可以看到,轨道半径越小,环绕地球所需的机械能就越小!也就是说,当飞行器近地面飞行时,发射所需的燃料是最少的!所以现在发射火箭,都是先发射到近地面的轨道上,再通过加速,到达更远的轨道上!
我们确实可以慢慢把火箭升上去,当达到一定的高度时,再调整火箭的速度和方向,但是这样做最大的弊端就是要调整火箭的速度和方向!与上述方法相比,对技术的要求要高得多!上述方法只需通过燃烧燃料即可达到变轨的目的!
说实话,我都快看不下去了,你悬赏分弄得越来越高,就是为了去扣字眼,值得么?其中的物理原理你弄明白了么?但我很欣赏楼主这种敢于挑战教科书的精神!希望你的物理能更专注于原理的理解,而不是个别的表述上。

火箭的最小发射速度为什么是7.9km/s?~

最小发射速度这个概念是错的
卫星或者宇宙飞船的轨道是由两部分能量决定的,即:重力势能+动能,重力势能= -GMm/r 动能=mv2/2
两个能量之和小于零,轨道为圆轨道或椭圆轨道(区别在于重力和所需向心力的大小关系)
两个能量之和等于零,轨道为抛物线轨道
两个能量之和大于零,轨道为双曲线轨道
以上轨道的环绕星体在其对应的圆锥曲线的焦点上,并且一般通过圆形轨道和椭圆轨道进行高低变轨,也可以通过抛物线或者椭圆轨道飞出某星体。

以圆形轨道为例,高度越高,线速度越缓慢
由于7.9km/s是在无动力条件下环绕地球赤道的环绕速度,我们发射飞行器则必定高于这个轨道,因此在该轨道上的速度是小于7.9km/s的
但由于动能和重力势能的转化关系为2:1
因此发射到更高的轨道需要的能量更多
因此,为了达到某一高度的轨道,我们只需要达到某一给定能量即可,这个能量由动能和重力势能组成,发射速度只表示动能,也就是需要能量的一部分(疏漏了重力势能的部分),因此最小发射速度这个概念是错误的,它不能完整地表达发射条件
应该为-------------最小发射能量。
该能量=mv2/2 其中v=第一宇宙速度
该速度已经是圆轨道环地球飞行器的最大需要速度了


假如在发射的时候,一个距离地球表面10m高度的卫星需要加速10秒,
发射距离地球表面36000km的同步卫星有如下方案
(1)10秒内达到需要速度,后面通过动能与重力势能的转换到达静止轨道
(2)通过不断的做功过程,把化学能转化为机械能,最终到达静止轨道
无疑方案一的需要速度是很大的,这对发动机的要求几乎是现有技术无法实现的,而且加速度过大对于飞行器其它组件的压力,包括空气阻力,超重压力都太大,容易引起变形破裂。

尤其是对载人航天,美国的F18战斗机在起飞时候的超重压力已经达到6倍重力,即一个70kg重的人,在F18起飞时,身上等于压着420kg重的物体,而F18的速度也才刚刚超过音速而已,如果非要达到静止轨道的所需速度,该速度比第二宇宙速度小一点,但会比第一宇宙速度大很多,粗略认为为10km/s,和340m/s的音速相比,大了30倍,那么在起飞的时候,就相当于12.6吨重的物体压在一个人身上,人早就被压成肉酱了

试想阿波罗登月的时候,赋予航天器的能量已经可以摆脱地球引力,这样的速度,将无人存活

综上所述
在发射的时候,只要持续对发射物体做功,使其能量达到要求

地球自转速度为7.9km/s,如果发射速度小于7.9km/s,不能成为一颗卫星;发射速度等于7.9km/s,它将在地面附近作匀速圆周运动;要发射一颗人造卫星,发射速度必须大于7.9km/s。


#丰弦项# 卫星的运行速度为什么要小于7.9KM/S -
(15397873237): 当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形,而是椭圆. 当卫星从地面飞出时的速度大于或等于11.2km/s时,卫星就会脱离地球的引力,不再绕地球运行,为太阳的行星

#丰弦项# 发射人造地球卫星的火箭在水平向上的速度至少要达到多少?
(15397873237): 第一宇宙速度,7.9公里/秒.低于这个速度卫星无法保持在太空,会掉回地面.

#丰弦项# 发射人造卫星的最小速度必须是7.9km/s吗?教科书是这么说的.那月球速度为何只有5000多米每秒? -
(15397873237): 人家月球已经发射成功了,发射成功以后离地球轨道越远,稳定的时候就越慢 人造卫星肯定也有一个减速的过程

#丰弦项# 要使人造卫星挣脱地球引力的束缚,其发射速度至少要达到( ) - 作业帮
(15397873237):[选项] A. 7.9km/s B. 11.2km/s C. 11.2m/s D. 16.7km/s

#丰弦项# 发射一颗人造地球卫星,速度至少应为 -
(15397873237): 1970年4月24日,中国成功的发射了自己的第一颗人造卫星,卫星轨道的近地点高度是436km,远地点高度为2384km,轨道平面与地球赤道的平面夹角为68.5°,绕地球一圈需要114min.卫星质量为173kg,用20.009mhz的频率播放“东方红”乐曲.

#丰弦项# 人造卫星卫星在绕地球运行时,什么时候才是运行速度等于7.9km/s - 作业帮
(15397873237):[答案] 第一宇宙速度7.9km/s,是最小的发射速度,是最大的环绕速度. 卫星轨道半径越小,环绕速度越大,所以近地面环绕时速度最大,为7.9km/s.

#丰弦项# 发射人造地球卫星的火箭在水平方向上的速度至少应达到 -
(15397873237): 第一宇宙速度

#丰弦项# 第一宇宙速度,最小发射速度,最大环绕速度. -
(15397873237): 地球的第一宇宙速度是7.9km/s.人造卫星要进入环绕地球的轨道,在进入轨道时的最小速度不能小于7.9km/s.出去玩的第二宇宙速度是11.2km/s,如果大于这个速度,人造卫星就会脱离地球的引力,成为行星际飞行器,所以,人造卫星的最大环绕速度不能大于11.2km/s.几乎所有的人造卫星环绕地球的运行轨道都是椭圆,只是程度不同而已.在近地点的速度应该是大于第一宇宙速度,只要小于第二宇宙速度,就可以了.就不会飞离地球的引力,就会以一条大椭圆轨道环绕地球运行.

#丰弦项# 人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其速率是 -
(15397873237): 选B 第一宇宙速度是飞船在地面的发射速度,飞船上升后,动能转化为引力势能,所以速度要减小.

#丰弦项# 下列物体运动的速度哪个大( )A.蜗牛:1.5mm/sB.炮弹:1000m/sC.发射人造卫星的最低速度:7.9km/s -
(15397873237): 蜗牛:1.5mm/s=1.5*10-3m/s,炮弹:1000m/s.发射人造卫星的最低速度:7.9km/s=7.9*103m/s,360km/h=100m/s,故C正确故选C