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宇宙速度知多少
提到第一宇宙速度想必大家都不會陌生吧，好像在哪里見過聽過，但就是想起不起來，那他到底是什么呢。
一、第一宇宙速度的概念
第一宇宙速度是指物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度，也有別名航天器最小發(fā)射速度、航天器最大運(yùn)行速度、環(huán)繞速度。通俗一點(diǎn)的來講就是說如果你想要把一個(gè)物體送出地球，他至少需要達(dá)到的速度就是第一宇宙速度。
二、第一宇宙速度的來源
最早提出這個(gè)概念的人是牛頓(牛頓當(dāng)時(shí)稱之為環(huán)繞速度)，當(dāng)時(shí)的牛頓能提出這個(gè)概念也是源于他細(xì)心觀察生活的特點(diǎn)，他發(fā)現(xiàn)大炮發(fā)射出去的炮彈總會落地，而炮彈落地的距離和大炮的威力相關(guān)，大炮威力越大，落地距離越遠(yuǎn)，所以牛頓在想因?yàn)榈厍蚴菆A的，如果在山上架一門大炮威力足夠大的時(shí)候，是不是就可以讓炮彈繞著地球旋轉(zhuǎn)一直不落地?這就是著名的牛頓大炮的故事，而這其中提到保持炮彈不落地的出射速度就是第一宇宙速度。
三、第一宇宙速度是怎么算出來的呢
我們當(dāng)時(shí)上中學(xué)學(xué)到這個(gè)知識的時(shí)候只記得第一宇宙速度是7.9km/s，但這個(gè)數(shù)據(jù)是怎么算出來的呢？這個(gè)就要用到我們的兩個(gè)公式了，一個(gè)是萬有引力公式，一個(gè)是向心力公式。
第一個(gè)萬有引力公式想必大家并不陌生，這個(gè)是由著名的物理學(xué)家牛頓提出來的：
其中M、m分別代表兩個(gè)不同的物體的質(zhì)量，r代表兩個(gè)物體之間的距離，G為萬有引力常量（ps：萬有引力公式雖然是牛頓提出來的，但是萬有引力常量G卻是一個(gè)叫做卡文迪許的科學(xué)家算出來的），這個(gè)公式想要闡明的道理其實(shí)就是任何兩個(gè)物體之間都存在著相互引力，而這個(gè)引力大小和兩個(gè)物體的質(zhì)量大小和物體間的距離有關(guān)，兩個(gè)物體的質(zhì)量越重相互引力就越大，兩個(gè)物體之間的距離越遠(yuǎn)則相互引力越小。
舉個(gè)例子，一個(gè)正常人類在地球上原地跳高一般能跳0.5米，但是如果這個(gè)人他跑到了月球上他就可以跳3米高，這個(gè)原因主要就是因?yàn)榈厍虻馁|(zhì)量比月球大得多。
了解完萬有引力我們再來看看向心力，向心力其實(shí)就是一種維持物體做圓周運(yùn)動的力。舉個(gè)例子，小的時(shí)候我們玩的溜溜球，如果我拿著繩子的一端甩動溜溜球做圓周運(yùn)動的時(shí)候突然松開手，溜溜球就會直接飛出去，而你手上拿住繩子不讓球飛出去的力就是向心力，而向心力的計(jì)算公式的表達(dá)有兩種，這里我們只討論其中一種即：
從公式不難看出向心力的大小其實(shí)跟物體的質(zhì)量運(yùn)動速度、運(yùn)動半徑都有關(guān)。
那以上兩個(gè)公式到底和我們今天要講述的第一宇宙速度有什么關(guān)系呢，我們剛剛講萬有引力公式說的是任意兩個(gè)物體都存在相互引力，而向心力說的是物體要做圓周運(yùn)動就必須有一個(gè)向中心的力，那如果我們想讓物體繞著地球表面做圓周運(yùn)動既不下落又不逃離地球的引力束縛，換一個(gè)角度來講其實(shí)就是讓物體受到的地球引力充當(dāng)向心力，所以我們可以得出一個(gè)公式：
運(yùn)用萬有引力常數(shù)G，地球的質(zhì)量M，地球半徑r，可得出v≈7.9km/s。
通過上面一系列的介紹想必大家也一定對第一宇宙速度有所了解了吧，雖然當(dāng)時(shí)的牛頓提出的牛頓大炮試驗(yàn)在我們現(xiàn)在看來會因?yàn)榭諝庾枇Φ雀鞣N因素實(shí)現(xiàn)不了，但是牛頓的這種理念的提出讓我們?nèi)祟悓θ绾物w離地球更好的了解太空有了新的途徑和方案，也正因如此人類才會逐步的揭開太空那一層層神秘的面紗。
