第一宇宙速度英文解释翻译、第一宇宙速度的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 first cosmic velocity
分词翻译:
第一的英语翻译:
first; firstly; primary
【医】 arch-; arche-; eka-; prot-; proto-
【经】 no 1
宇宙的英语翻译:
universe; world
【医】 space
速度的英语翻译:
career; pace; quickness; rapidity; rate; speed; velocity
【化】 velocity
【医】 rate; speed; velocity
专业解析
第一宇宙速度 (First Cosmic Velocity) 是航天动力学中的一个基础概念,指航天器在地球表面附近,仅依靠地球引力作用,绕地球作匀速圆周运动所需的最小初始速度。其数值约为7.9 公里/秒 (km/s)。
详细解释:
-
物理意义:
- 当物体(如航天器)以该速度沿水平方向抛出时,地球对它的引力恰好提供其作圆周运动所需的向心力。
- 此时,物体将围绕地球作稳定的圆周轨道运行,成为地球的“人造卫星”。
- 若速度小于第一宇宙速度,物体在地球引力作用下最终会落回地面;若速度大于第一宇宙速度但小于第二宇宙速度,物体将绕地球作椭圆轨道运动。
-
数值计算:
- 第一宇宙速度的计算基于牛顿力学中的万有引力定律和圆周运动向心力公式。
- 计算公式为:
$$
v_1 = sqrt{frac{GM}{R}}
$$
- 其中:
- $v_1$ 是第一宇宙速度,
- $G$ 是万有引力常量,
- $M$ 是地球质量,
- $R$ 是地球半径(通常取地球平均半径)。
- 代入地球质量和半径的数值,计算结果约为7.9 km/s。
-
应用场景:
- 第一宇宙速度是发射人造地球卫星所需达到的最低速度门槛。
- 它是航天器进入地球轨道、实现环绕飞行的关键速度值。
- 理解第一宇宙速度是设计卫星轨道、进行航天器轨道控制和深空探测任务的基础。
权威参考来源:
- NASA - National Aeronautics and Space Administration (美国国家航空航天局): 作为全球领先的航天机构,NASA 在其科普资料、技术文档和教育资源中详细阐述了轨道力学原理,包括第一宇宙速度的定义和计算。其官方网站是航天科学最权威的来源之一。
- 《中国大百科全书》 (Encyclopedia of China): 作为中国最具权威性的综合百科全书,其物理学卷和航空航天卷对“第一宇宙速度”有明确的科学定义和解释,是中文语境下的标准参考依据。
网络扩展解释
第一宇宙速度是航天动力学中的基础概念,具体解释如下:
定义
第一宇宙速度(又称环绕速度)是指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所需的最小速度,其数值为7.9千米/秒。它既是航天器的最小发射速度(需克服地球引力进入轨道),也是其最大环绕速度(若速度超过此值,轨道会变为椭圆或脱离地球)。
特点
- 最小发射速度:若发射速度低于7.9千米/秒,航天器会因地球引力落回地面。
- 最大环绕速度:若航天器以该速度运行,轨道将紧贴地球表面;随着高度增加,所需环绕速度会降低。
- 依赖地球参数:由地球质量((M))、半径((R))及引力常数((G))共同决定。
计算公式
可通过两种方式推导:
- 重力与离心力平衡:当物体绕地球做圆周运动时,满足 ( mg = frac{mv}{R} ),化简得 ( v = sqrt{gR} )((g)为地表重力加速度,约9.8m/s²,(R)为地球半径,约6371km)。
- 万有引力提供向心力:由牛顿定律 ( frac{GMm}{R} = frac{mv}{R} ),得 ( v = sqrt{frac{GM}{R}} )。两种公式本质相同,因 ( g = frac{GM}{R} )。
应用与意义
- 航天器发射:卫星需至少达到第一宇宙速度才能进入近地轨道。
- 轨道设计:实际航天器运行高度通常高于地表,因此所需速度略低于7.9km/s,如国际空间站(约7.8km/s)。
- 与其他宇宙速度的关系:
- 第二宇宙速度(11.2km/s):脱离地球引力,需进入太阳系。
- 第三宇宙速度(16.7km/s):脱离太阳系。
常见误解
- 与逃逸速度混淆:有低权威来源(如)错误地将第一宇宙速度公式写为 ( sqrt{2GM/R} ),实为第二宇宙速度(脱离地球引力)的公式。第一宇宙速度仅需维持环绕轨道。
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