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怎么根据重力加速度计算逃逸速度?

来源:新能源网
时间:2024-08-17 13:36:57
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怎么根据重力加速度计算逃逸速度?热心网友:一个质量为m的物体具有速度v,则它具有的动能为mv^2/2。假设无穷远地方的引力势能为零(应为物体距离地球无穷远时,物体受到的引力势能为零

热心网友:一个质量为m的物体具有速度v,则它具有的动能为mv^2/2。假设无穷远地方的引力势能为零(应为物体距离地球无穷远时,物体受到的引力势能为零,所以这个假设是合理的),则距离地球距离为r的物体的势能为-mar(a为该点物体的重力加速度,负号表示物体的势能比无穷远点的势能小)。又因为地球对物体的引力可视为物体的重量,所以有 GmM/r^2=ma 即a=(GM)/r^2. 所以物体的势能又可写为-GmM/r,其中M为地球质量。设物体在地面的速度为V,地球半径为R,则根据能量守恒定律可知,在地球表面物体动能与势能之和等于在r处的动能与势能之和,即 mV^2/2+(-GMm/R)=mv^2/2+(-GmM/r)。 当物体摆脱地球引力时,r可看作无穷大,引力势能为零,则上式变为 mV^2/2-GmM/R=mv^2/2. 显然,当v等于零时,所需的脱离速度V最小,即 V=2GM/R开根号, 又因为 GMm/R^2=mg, 所以 V=2gR开根号, 另外,由上式可见逃逸速度(第二宇宙速度)恰好等于第一宇宙速度的根号2倍。 其中g为地球表面的重力加速度,其值为9.8牛顿/千克。地球半径R约为6370千米,从而最终得到地球的脱离速度为11.17千米。 不同天体有不同的逃逸速度,脱离速度公式也同样适用于其他天体。

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热心网友:产生80kg重量是不对的,重量是在质量在万有引力下的一种表现,不是速度产生的,应该说是产生80kg力的冲击力才对。这个题目不会有唯一的答案。从能量守衡 : mgh = 0.5mv^2=>v= (2gh)^0.5从冲量定律,ft = mv=>f = mv/t所以 f = m*(2gh)^0.5 /t f = m * (2*g*0.5)^0.5/t f = m*g^0.5 /t f := 3.13 m/tt 是冲击地面的作用时间,也就是说这个时间越短,作用力越大如果t = 0.1 秒时,m = f*t/3.13 = 80*9.8*0.1/3.13 = 25 kg