科技常識:飛向太空的宇宙速度
隨著我國航天事業(yè)迅猛發(fā)展,探月探火探日時(shí)代接續(xù)而至,空間站應(yīng)用與發(fā)展階段全面開啟,那么大家有沒有思考過,航天器想要擺脫地球引力,想要擺脫太陽引力,需要多大的速度才能實(shí)現(xiàn)呢?這就涉及今天要講的知識點(diǎn)——飛向太空的宇宙速度。
在近年的事業(yè)單位考試中,對于科技知識板塊的考察,愈加結(jié)合我國當(dāng)前的科技時(shí)政,尤其是載人航天和空間站。其中,宇宙速度的題目偶爾出現(xiàn),題目難度較小,以識記型的單選題和判斷題為主??荚噦?cè)重對于宇宙速度與數(shù)值對應(yīng)和各速度意義作用的考察。下面就來為大家簡析四大宇宙速度的相關(guān)知識點(diǎn)。
航天器能達(dá)到環(huán)繞地球飛行、脫離地球引力、逃離太陽系和飛出銀河系所需要的最小速度,分別稱為第一、第二、第三和第四宇宙速度。
第一宇宙速度(環(huán)繞速度V1):由牛頓萬有引力定律可推導(dǎo)得知,若使航天器在地球地面附近繞地球進(jìn)行類似勻速圓周飛行,就需要由萬有引力提供航天器飛行的向心力。因此,計(jì)算所得V1=7.9km/s。也就意味著,若發(fā)射速度小于V1,則航天器將會(huì)落回地面,無法成為人造衛(wèi)星。若發(fā)射真正的航天器,其軌道半徑肯定大于地球半徑,所以發(fā)射速度一定大于V1。航天器距離地面越高空飛行,地面對航天器引力越小,所以需要的環(huán)繞速度也會(huì)小于V1。
第二宇宙速度(脫離速度V2):如果航天器的發(fā)射速度超過V1一直增大,達(dá)到一定值時(shí),航天器就脫離了地球引力,成為繞太陽飛行的人造行星。那么,這個(gè)擺脫地球引力的最小發(fā)射速度,同時(shí)也是使航天器圍繞地球飛行的最大速度V2=11.2km/s。若發(fā)射速度在V1和V2之間,則航天器圍繞地球飛行的軌道為橢圓。
第三宇宙速度(逃逸速度V3):如果航天器從地球表面的發(fā)射速度超過V2一直增大,達(dá)到一定值時(shí),航天器就脫離了太陽引力,將漫游在銀河系之中。那么,這個(gè)擺脫太陽引力的最小發(fā)射速度,同時(shí)也是使航天器在太陽系內(nèi)飛行的最大速度V3=16.7km/s。若發(fā)射速度在V2和V3之間,則航天器圍繞太陽飛行的軌道為橢圓。
第四宇宙速度(V4):是指在地球上發(fā)射航天器,使其逃離銀河系所達(dá)到的最小發(fā)射速度。由于人類對銀河系研究尚不充分明確,很多數(shù)據(jù),比如銀河系質(zhì)量和半徑等無法精確取值,因此V4也無法準(zhǔn)確得知,約為110—120km/s。
【試題練習(xí)】(判斷)第二宇宙速度指的是環(huán)繞地球最小的速度。( )
【答案】B【解析】能環(huán)繞地球的最小速度稱為第一宇宙速度(7.9km/s),能擺脫地球引力的最小速度稱為第二宇宙速度(11.2km/s),能飛出太陽系的最小速度稱為第三宇宙速度(16.7km/s)。故本題錯(cuò)誤。