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?

如题所述

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
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第1个回答  2012-10-02
  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?追问

物体所受重力=万有引力?只这就不懂!

追答

重力,是由于地球的吸引而使物体受到的力,为什么不懂,你认为物体所受重力是如何产生的呢?范德华力?布朗运动?以太?

追问

我的朋友:你问我为什么不懂,因为我不知道你在哪儿读的书啊。大陆?台湾?外国?---------它们各不相同。

第2个回答  2012-10-22
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。
第3个回答  2012-10-01
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 。追问

不能小点?慢慢飞?

追答

若速度小于实际速度 ,那月亮受到地球的引力就会大于其实际需要的向心力 ,月亮就会逐渐落向地球 ,最后砸在地球上 ,那你我都别在这里上网了 。。。

追问

以每秒6000米匀速飞向月球如何?办不到吗?

追答

理论上可以办到 。
但需要卫星发动机持续不断地点火加速 ,而一旦到达月球附近,又要持续不断地点火 ,使卫星减速 —— 否则月球引力会使卫星速度增加 。
这样既增大了技术难度 ,也浪费燃料 。

追问

这么说教科书错了?看来你是个行家,从工程学上你对!

追答

也不能说教科书上错了。。。

教科书往往要限度一些前提条件 —— 没办法 ,为了突出对基本规律的理解
而实际问题往往要综合考虑各方面因素。

追问

有些搞了一辈子航天工程的人也这么断言!明知故犯?

第4个回答  2012-10-02
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。追问

你的前两段基本如此!我不是为了抠字眼,-------只为找真理!分数有的是,而且不花钱。外国中学生大多知道将无穷远处作为机械能的基准点,而中国中学生大多不知,甚至大学生也不知。还有你更看不下去的,如不介意,我再来一段:我家先辈,前中科院大人物,x弹元勋,也这么骂我“物理学原理你弄明白了么?”。我只回了一句:你到美国讲学,美国人大大的欢迎,再到法国去为何机场上没人接你了呢?

追答

我没有骂你的意思,我更想知道我的解答有没有解决你的疑问,你对我的解答还有不明白的地方吗?
我再重新说一遍吧,简洁点。
这个最小速度指的是“发射火箭”时的最小速度!由于W=-GMm/2a,达到更远的轨道需要更多的机械能,也就是更大的发射速度!通常发射火箭时加速的过程是很快的,在预定轨道上需要多少能量已经事先算得,发射的时候就给火箭足够的动能,此后在飞行过程中不再提供动力。
如果需要发射一个与月球同一个轨道的飞船,那么在发射的时候它的速度一定是大于7.9km/s的!
你错就错在把月球的环绕速度与发射速度相提并论!

追问

如何发射卫星我没有疑问,有疑问的是这教科书,把我们教傻了。你再看一下外国教科书:如果你有足够的推力,足以克服地球引力,可以到达你要去的轨道!它已经抛弃了“发射最小速度”,并意识到从前与第一宇宙速度混为一谈。而我们的教科书还在玩弹弓呢!我不至于把月球的绕地速度与发射速度相提并论,是按教科书的结论推理而已。

追答

第一宇宙速度是科学界提出的概念,任何概念、原理、定理都是有成立的条件的。比如第一宇宙速度,它指的是在近地面处物体本身具有的速度(或者经过短暂的加速),并且忽略空气等一切阻力,严格满足机械能守恒定律等等,抛弃这些前提就空谈第一宇宙速度是毫无意义的。所谓最小速度、环绕速度,这都是很简化并且约定俗成的说法,只有那些忽视规律成立条件的人才会犯错误。所以楼主不要纠结于细枝末节和个别的说法,知识真正理解了才是最关键的。

我刚刚发现楼上有人又在误人子弟!楼上那位,你犯了一个常识性错误!赤道上地球自转的线速度是465米/秒,绝对不是7.9km/s!(你看看差了多少倍!)第一宇宙速度是指飞行物环绕地球做圆周运动的近地飞行速度,注意,是近地“飞行”速度!绝对不能和自转速度混为一谈!如果楼主居然没有发现他的错误,我只能遗憾地说,这实在是教育的悲哀了。

追问

的确悲哀!按照他的“基本速度”推理:我“失重”了!——还不够么?我总不能恶语伤人吧!你再细看!

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