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?

这里非常有必要解释下何为“第一宇宙速度”,也就是达到第一宇宙速度之后,不需要任何外力作用就可以绕地球飞行(问题中有点不严谨,7.9千米每秒的速度并不能飞出地球,第二宇宙速度才能飞出地球)。

上面的“不需要任何外力”是重点!

当然,如果有外力作用,而且是持续的外力作用,力量还是无限的,那完全就是另一个问题了,与第一宇宙速度就没有任何关系了。

如果有持续强大的外力作用,不要说低于7.9公里每秒的速度了,任何再小的速度都能飞出地球,哪怕每秒0.00000001米每秒的速度都可以。但不同的是,这种强大的力量必须持续存在,只要力量一停止,物体马上就会被地球引力捕获,然后落到地面上(假设完美条件,宇宙中只有地球)。

而达到第二宇宙速度之后,不需要任何外力,永远不会被地球引力捕获,只会绕着太阳系运转!

我们生活中经常会出现这种情况。比如说,你骑自行车上坡时,在上坡前通常会加速,如果加速很充分,上坡过程不需要任何外力也能上去,这就是第一宇宙速度的诠释。不过如果你力量足够大,在上坡前不需要任何加速也能爬上去,只不过你必须持续给自行车力量,而只要力量一旦停止,自行车就会倒退到坡下!

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?

第一宇宙速度7.9km/s是地球的环绕速度,第二宇宙速度11.2km/s才是地球的脱离速度,也就是说,物体的速度达到11.2km/s才能飞出地球。

不过,只要能克服自身的重力,加上坚持不懈的毅力,蜗牛也能爬上太空。

提出这样的问题,应该是对宇宙速度的概念理解的有偏差,其实宇宙速度指的是物体的发射速度,也就是说,使物体获得这样的速度后,不再给物体提供动力,物体依靠惯性自行飞行。而今天的问题,提供了充足的动力,只要能克服自身的重力,就能不断上升。

打个比方,可能不太确切,希望能帮助大家理解。将一块石头扔到楼上,越高需要的初速度越大,但是人爬楼,可以不断消耗自身的能量,克服自身的重力,爬再慢也能爬上去。

逃出地球引力就像爬一个坡一样,第一宇宙速度是指没有动力,在坡下面就有7.9km每小时的速度,你可以冲过这个坡。而如果你有动力,那你就可以慢慢的爬上这个坡。

如果动力无限,那么是否能飞出地球,则与速度没有关系。

第一宇宙速度7.9公里每秒指的是近地飞行器在无动力状态下,能够环绕地球的最低速度,严格来讲,7.9公里每秒是以地球半径为轨道半径的飞行器的速度,在不考虑大气阻力的情况下,如果一个物体以这样的速度切向于地表发射出去,那么它就可以在后续无动力的情况,不断绕地球飞行,却不会掉落地面。

然而题目设定的是无限动力,一个简单的例子,比方说有一个火箭,在升空后,发动引擎,时刻保证加速度为每秒1秒,对于我们一般的认知来讲,这个火箭的运动速度是极其缓慢的,但缓慢并不意味着它无法飞行,恰恰相反,这个火箭就这样不紧不慢的朝着太空飞行,因为它的动力无限啊。

所以说,我们需要认清所谓第一宇宙速度的本质,不要以为只有速度达到7.9公里每秒,才能飞进太空。

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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。

第一第二宇宙速度是指撤除外力以后的初始速度,也就是说只有达到这个速度,才能利用他往上跑的惯性冲出地球和太阳系。如果不撤除外力,别说动力无限,只要动力大于引力,物体不断离开地球,距离达到一定程度,引力变为无穷小时,自然就飞出地球了。

这是一个自相矛盾的问题。因为7.9公里每秒只能环绕地球飞行,而动力无限就是指物体处于加速运行状态,不会维持恒定速度。

每秒7.9公里又称为第一宇宙速度。它是指物体在地面附近环绕地球飞行的速度。比如你投出一粒石头,它向前飞行一段距离后就会在地球引力作用下落到地面。当你投的力度足够大,达到每秒7.9公里时就会出现奇迹,石头下落的弧度正好和地球表面弧度相吻合,它会在地球引力作用下持续下落却又不会落到地面,而成为了绕地球飞行的小卫星。由此可见7.9Km/s从本质上讲就是一个自由落体,并不需要动力。

当然把一个物体从静止加速到7.9Km/s是需要推力的,但达到这一速度后必须去掉动力,因为加速度a=F/m,从这三者关系可以看出,只要力F不为0,就一定存在加速度。不断变快的速度才会使物体飞离地球。

上物理课我们了解到:物体在静止或作匀速直线运动时是不需要动力的。所以题主描述的情况并不会出现。以上是我的回答。

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不知道。

答案是肯定的。

先纠正问题中的错误:7.9公里/秒不是飞出地球的速度,而是第一宇宙速度,也就是地球卫星的速度。

举个例子就能明白了:地球的引力可以比作一个吸尘器,如果在它的吸力范围低于某个速度就会被吸回来,这和我们在地球上向上扔石头最终会掉下来是一样的。那么如果我们用手拉着吸尘器吸力范围中的一个物体,即使速度再慢,是不是也可以脱离这个吸力范围呢?

第一宇宙速度

现在系统的讲一下第一宇宙速度。第一宇宙速度指的是环绕地球所需的速度,我们头顶的卫星基本都是这个速度(约为7.9千米/秒),这个数值是根据万有引力公式计算得出。不同质量、体积的星球上的第一宇宙速度都是不一样的。

但如果要飞出地球的话,瞬间速度必须>11.2千米/秒(第二宇宙速度),这个速度指的是在不受外力的情况下飞出地球的最低速度。就拿火箭来说,起飞时火箭速度至少是第二宇宙速度,否则无法飞出地球。

当然,以上所说的是瞬时速度达到第一宇宙速度,低于这个速度也是可以的,只不过方法比较独特。你需要有一根极长的绳子拉着地球表面上的物体到地球外,一般实际飞出地球还是以前者的形式。

写在最后

这个问题是初步了解第一宇宙速度后,很容易产生的疑惑,也就是说,如果有无限动力,即使再慢也可以飞出地球,甚至飞出太阳系,银河系……

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