第一宇宙速度是多少马赫(第一宇宙速度是多少千米每秒?)

第一宇宙速度是7.9公里每秒,假如动力无限,能否以低于7.9公里的速度飞出地球?

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假如真的动力无限,即便是我们以每秒一米的速度也可以飞出地球进入太空。就像我们向空中仍石子,石子的瞬间出手速度决定了石子最终的高度(不考虑角度)。然而,当我们持续不断给石子提供动力,比如我们用气球绑着石子,即便速度再慢,石子也可以升的很高。

那为何还有所谓的第一速度之说呢?

其实,第一宇宙速度是说当一个物体达到某个发射速度的时候,它一旦被发生出去,就再也不会落回地面,而是开始环绕地球运行。就像我们以一定加角度自东向西扔石头,当石头出手速度不大的时候,它总会落到地面。然而,随着我们出手的速度越来越大,石头被仍的距离越来越远,其落地的地方也越来越远。假如我们力度够大,我们可以把石头直接扔到中东,力度再大点,可以跨过中东扔到欧洲,再大点,可以快过欧洲扔到美国,再大点力气,可以跨过美国扔到日本。如果再大点,甚至可以让石头绕地球一圈落会原地,如果再大点,石头就落不回来了,会一直绕着地球转。而这个时候石头落不会来的最低速度就是7900m/s,也就是第一宇宙速度。

当然,以上情况都是发生在我们扔出石头后,就不在给石头动力的情况下。假如我们再扔出石头后仍然给它动力 那么石头想落到哪里就落到哪里,想飞多高就飞多高,只要我们一直给力就行。

大家理解了吗?

首先纠正一下,第一宇宙速度并不是逃逸速度,它是能保证飞行物绕着地球旋转不落地的最小速度,也就是成为地球卫星的最小速度。要想飞出地球,必须要达到第二宇宙速度,也就是11.2km/s。

第一宇宙速度指的是飞行物只受到引力作用时,紧贴地面绕地球做圆周运动所需的最小速度,有外力的情况下显然不适用。

但是完全可以理解题主的意思,题主应该是想问在动力无限的情况下,缓慢加速,能不能以很低的速度脱离地球吧?其实完全是可以的。因为第一宇宙速度也好,第二宇宙速度也好,其实指的是在仅受到引力的情况下维持圆周运动的最小速度。一旦飞行物自身也有动力,或者受到其他外力,那模型也就变了。最简单的例子就是我们站在地上的时候,速度没达到第一宇宙速度,但是也随着地球在转,那是因为我们受到了来自地面的支持力;在比如飞机在天上飞,也没有达到第一宇宙速度,但它可以以固定高度巡航很远的距离,如果燃料无限将一直这么飞下去,也是因为飞机的喷气式发动机与空气发生了相互作用,以及空气对飞机产生了升力。

所以假设一个飞行物拥有无限动力,且动力系统随时随地都可以提供方向与引力方向相反,大小相同的力,那么物体就可以以匀速脱离地球,而不必考虑第二宇宙速度限制。而如果这个飞行物的动力可以抵消太阳引力的话,那么同样道理,它可以不必考虑第三宇宙速度的限制直接飞出太阳系。

当然实际上任何一种火箭和人造地球卫星,都不可能拥有无限的动力,因为我们的动力来源是要有工质的,也就是要携带燃料,通过向外喷射燃气来获得动力。根据齐奥尔科夫斯基(第一宇宙速度就是他计算出来的)的火箭方程:

齐奥尔科夫斯基,可以说是火箭和宇航之父

火箭的速度变化量△v和燃料携带量(m0-m1)及火箭排气速度有关,根据动量定理,火箭的排气速度越高,加速度越快,所以我们看到的火箭发射,都是一个加速过程,越到后来速度越快,像热气球那种始终慢慢吞吞升空的是没有的。

光速会不会就是第一宇宙速度?

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第一宇宙速度已经有了吧!不过阁下的概念有其个惯性。关键是光是被动产物!有没有主动速度啊这个问题值得思考了!

如果把光速定义为宇宙第一速度,那么人类也只是认识利用了部分第一速度的现实罢了。问题在于我们人类的比较能力分不出光速以及电流速度的比较快慢。为什么会这样?我们是不是必须承认电流建立的速度也具有第一宇宙速度的问题,这也具有了,第一宇宙速度的不变性问题的存在了。为了认识第一宇宙速度的客观性。我们必须具有第二,第三宇宙速度的发现和认识。要么说引力的速度超越光速,意识的速度超越光速。

的确是啊光速在可视宇宙的范围内,是那么慢了,谁有办法提高速度的现实理念啊!本人同样期待更多的发现。吉祥快乐

【时间的速度与光速】

光速度绝对不是宇宙最高速度。宇宙中最快的是时间的速度。时间的速度是叠加的速度。是去而不返的。但是可以叠加。可以X转换。可以将光速控制在空间内。所以光速是受时间速度所约束的。所以时间的速度快过光速。如果没有时间存在的话。光速就不会存在。这就是科学家遇到的时间速度与光速的瓶颈问题了。时间之速度。

如果以一个低于第一宇宙速度但能飞起来的速度,持续向地球外飞行,能脱离地球引力吗?

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第一宇宙速度

关于这个问题,我们要搞懂第一宇宙速度到底是什么,具体的数值是多少。

实际上,我们高中都学过想要摆脱地球的引力,至少需要的是第二宇宙速度。地球的第二宇宙速度是11.2km/s,而第一宇宙速度是7.9km/s,而从地球出发想要摆脱太阳引力的最小速度叫做第三宇宙速度,是16.7km/s。

那这个第一宇宙速度是咋来的呢?

其实特别简单,就是假定人造飞行器绕着地球表面做圆周运动,通过“万有引力=向心力”,联立公式,就可以求得第一宇宙速度v1。(这里设地球的质量M,地球半径R,人造飞行器的质量m,G是引力常数,g是重力加速度。)

然后把地球半径数值和重力加速度常数带入就会得到7.9km/s,从整个求解过程,我们应该知道的是这里设定的是飞行器贴着地球表面在飞行,实际上,要达到什么样的预定轨道还需要不同的半径取值。

所以,按照这个逻辑,如果一个飞行器的速度低于第一宇宙速度飞行,也就是低于7.9km/s,能摆脱地球的引力么?

这其实要具体问题具体分析,一共分两种情况:

有持续的动力输出,维持速度。

只有一定的初速度,或者达到一定速度后就停止加速。

持续的动力输出

如果一个飞行器可以有持续输出动力,保持一定的速度飞,那它就是可以飞出地球的,并且摆脱地球引力。因为要摆脱地球就要消耗能量,只要消耗足够的能量,飞行器就可以离开地球的引力场,这一点也不算复杂。不仅如此,飞出太阳系都不是什么问题。这也就是为什么飞机即使远远达不到第一宇宙速度,它也可以一直飞。(如果一直有油的话)

当然,持续的输出动力在实际操作中是不可能的,这意味着要带无限多的燃料,但燃料本身也占一定的重量,因此,基于系统复杂度等情况,火箭大多都是2-4节的,基本上不会超过5节,而它们执行任务也只是推进到一定的速度条件就不再持续输出动力了。

所以,更常见的其实是第二种类型:具有一定的初速度,或者达到加速到一定速度后就停止加速。那这种情况下,低于第一宇宙速度还能摆脱地球的引力么?

牛顿大炮

想要了解这个问题,我们可以从牛顿思考万有引力的路径来思考这个问题。首先,我们要确定一点,尽管看来很平,但那地球就是球形的,这就意味着大地其实是弯曲的。如果我们拥有一双“千里眼”,意思是我们可以看到无限远,那么我看到的大地就是向下弯曲的。也就是下图的图二的情况,而不是图一。

那这有为什么问题呢?假设你有个理想的大炮,然后你站在北极。那么如果你举起一个炮弹,然后松手,这个时候,炮弹就会原地掉落在地面上,就像下图中的情况这样,说白了就是来了一把X落体。

如果,你使用大炮来X弹,这个炮弹打出去之后的速度是小于第一宇宙速度(7.9km/s),那么会咋样呢?

会像下图所示的那样,最后掉到地面上,只不过会距离初始位置有一定的距离。那为什么会这样呢?

我们可以对这个运动进行拆解,把它看成是一个平抛运动。水平方向其实就是炮弹的速度,而竖直方向这是在地球引力的作用下的X落体运动,像下图这样。

但是在地球上的情况和上图唯一不一样的是,大地不是平的,而是曲的,而且还是向下曲的。这就意味着,地面也是向下移动的。但是呢,飞行器向下的速率比地球表面向下的速度要快,于是,就会最后掉到地面上。因此,低于第一宇宙速度是不可能飞出地球的,连绕着地球运动都做不到。

那要如何才能呢?

这时候我们把炮弹的速度调节到第一宇宙速度,这时候,竖直方向上,虽然还是在地球引力作用下向下落,但是飞行器下落的距离恰好和地球表面下降的距离是相等的。于是,就会出现飞行器绕着地球转的情况。

这也就是为什么第一宇宙速度下,飞行器可以贴着地球表面飞行的原因。(这里其实运用了理想模型的,实际上地球并不是一个完美的球形。)

那如何才能摆脱地球的引力呢?

其实还是可以继续使用整个思路,我们继续给炮弹加速,整个速度加到第二宇宙速度甚至更大一下,这时候速度串出去特别远,而竖直方向着只运动的一点点,地球表面下降的速率远远高于炮弹竖直方向上下落的距离,这个时候就能够摆脱地球的引力,离开地球。(当然,实际上,更加严谨推理的过程是从能量的角度去着手的,这里只是介绍一下牛顿思考万有引力的思路。)

所以,要求飞行器达到什么样的速度,并不是随便来的,而是非常严谨的推导过程,而要摆脱地球引力,就至少需要达到第二宇宙速度11.2km/s。这里在补充一句,其实这是在地球上发射飞行器的结果,对于不同的天体,就有不同的宇宙速度,和地球是不一样的。

因此,持续加速的话,是可以摆脱地球引力的,但如果只是加速到一定速度后就停止加速,并且这个速度低于第一宇宙速度,那就无法飞出地球,更不要说摆脱地球引力了。

当然可以,举个简单的例子,如果有一台足够高足够结实的梯子,一直通向宇宙太空,梯子垂直于地面。这时勇于探索宇宙奥秘的你,坚强的以每秒20cm的速度,一直往上爬,你就会持续克服地球引力,离地球越来越远。换一个说法,如果不是梯子,而是你身上携带的超能助力喷气装置,同样也可以沿着设想的垂直于地球的方向,以最近的路程远离地球,当你的高地达到100公里时,你就是地球的一个人造卫星。当你的高度达到36000公里时,你就是一颗地球同步卫星了。

那么为什么发射人造卫星时不是以这种以直接抗拒地球引力的方式进行呢。原因是火箭发射升空后一次性达到的速度超过第一宇宙速度是目前比较成熟的技术,也是能容易实现而已。而垂直于地面以较低的速度垂直于地面慢慢爬升所需要耗费的能量更多,而且更不易掌握,目前来看是一种更笨的方式。

相信在未来的探空探索中,会出现一种观光电梯,速度可达60公里/秒,到达位于地面上方百公里的高度仅需要一个多小时,到时人类就可以不用借助火箭升空,而是乘坐电梯升空饱览太空的的奇异景象,并切身感受失重带来的漂浮。

宇宙中最快的速度有哪些,宇宙第一速度又是什么?

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光。光速C=3×10^8n/s.按爱因斯坦相对论,没有任何速度可以超过光速。

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