第一宇宙速度的计算公式是:
V1=√gR(m/s),其中g=9.8(m/s2),R=6.4×106(m)。
第二宇宙速度--当物体(航天器)飞行速度达到11.2千米/秒时,就可以摆脱地球引力的束缚,飞离地球进入环绕太阳运行的轨道,不再绕地球运行。这个脱离地球引力的最小速度就是第二宇宙速度。各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。
第二宇宙速度(V2) 当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称逃逸速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由于月球还未超出地球引力的范围,故从地面发射探月航天器,其初始速度不小于10.848公里/秒即可。
第二宇宙速度的推倒过程:
假设在地球上将一颗质量为m的卫星发射到绕太阳运动的轨道需要的最小发射速度为V;
此时卫星绕太阳运动可认为是不受地球引力,距离地球无穷远;
认为无穷远处是引力势能0势面,并且发射速度是最小速度,则卫星刚好可以到达无穷远处。
由动能定理得
1/2*mV^2-GMm/r=0;
解得V=√(2GM/r)
这个值正好是第一宇宙速度的√2倍
第三宇宙速度--从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时,就可以摆脱太阳引力的束缚,脱离太阳系进入更广漠的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。
如果想使物体挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去,必须使它的速度等于或者大于16.7km/s,即第三宇宙速度。