高中物理解释一下1m/s上太空和逃逸速度吧

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DarkAgni24

2020-06-15T12:57:36+00:00

除去参考系,方向之类的诡辩,就以地球当参考系,朝无限远处运动。可以用两种方式解释。
1:逃逸速度的推导,就是能量的平衡,包括势能(引力势能,不是重力势能)和动能。把无限远处的势能定义为0,地心的势能自然是负无穷。地表的势能是-mMG/R,其中m是物体质量,M是地球质量,G是常数,R是地球半径。注意这是个负值。从地表发射,动能是0.5mv**2。这是个正值。那方程自然是-mMG/R + 0.5mv**2 = 0,代进数算你就能得到11.2。你可以看到动能在发射时候决定好了,你速度这么快就刚好保证最后动能消耗完,速度变成0,势能也变成0,你也就成功逃逸了。但是你能保持1m/s的的匀速,那就表明动能没消耗,肯定有额外能量输入。不管怎么样,你能源源不断地提供能量,你能飞到时间的尽头。
2:根据势能公式-mMG/R,你R越大,需要平衡的负值就约小,也就是说逃逸速度越小。你每往天上飞一米,逃逸速度就相应慢一点。保持1m/s,你最终能来到逃逸速度也是1m/s的高度,然后自然就成功了。