首先要指出题主单位上的错误,第一宇宙速度,即地球环绕速度,指在地球上发射的物体在不受外力作用下(或合力为零)绕地球表面飞行所需的速度(当然这是理想情况,地球并不是个标准球体,况且还有大气阻力)。其值为
,而非题主给出的
,之间差了 3600 倍。
这里有个圆周运动的概念,由高中物理可知,物体在做圆周运动时,其向心力(不是离心力!)可以表达为
,这里的
是环绕速度,
是环绕半径。根据牛顿第二定律
,我们便可以得到向心加速度为
。已知,地面上的重力常数为
,那么只要让贴地飞行的物体达到向心加速度刚好就是
的速度,不考虑空气阻力的减速(外力为零),它就永远不会掉下来(保持高度)。于是
,或
。带入
,
(地球半径),便可以得到
也就是之前提到的
。
鉴于火箭并非为绕地圆周运动,火箭并不需要达到
才能升空,只要推重比够大,板砖也能垂直升天(举例:直升机)。到达预定轨道后,卫星也不需要达到
来维持高度,因为虽然此时
(地面高度 + 地球半径)变大了,但
以更大的速率变小了。(万有引力公式
,
为引力常数,
和
为两者质量,
为两者质心距离。
,由此可见
以线性增长时,
以二次性减小)所以航天器在全程都不会达到
这个速度。
另外,知乎海外用户没人权啊,写了这么久结果你告诉我海外用户这段时间无法回答分享提问?