第二宇宙速度英文解释翻译、第二宇宙速度的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 second cosmic velocity
相关词条:
1.secondcosmicvelocity 2.parabolicvelocity 3.escapevelocity
分词翻译:
第二的英语翻译:
second; secondly
【化】 secondary
【医】 deutero-; deuto-
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
第二宇宙速度(Second Cosmic Velocity),又称逃逸速度(Escape Velocity),是一个基础的天体物理学和航天动力学概念。它指的是一个物体完全摆脱某个天体(如地球)引力束缚,飞向无穷远处所需的最小初始速度。简单来说,这是使物体能够成为该天体卫星以外的自由天体所需的最低速度阈值。
一、 核心定义与物理意义
- 摆脱引力束缚:当一个物体在地球表面以该速度垂直向上发射时,其动能恰好足以克服地球引力势能,最终速度趋于零,达到理论上的“无穷远”处。若速度小于此值,物体最终将被引力拉回;若大于此值,物体将以剩余速度飞离地球。
- 与第一宇宙速度的关系:第一宇宙速度(约7.9 km/s)是物体环绕地球运行成为人造卫星所需的最小速度。第二宇宙速度则是脱离地球引力场,进入太阳系空间所需的速度,其值约为第一宇宙速度的√2倍(约11.2 km/s)。
二、 计算公式与推导
第二宇宙速度 ( v_2 ) 可通过能量守恒定律推导得出。物体在地球表面的动能需等于从地球表面移动到无穷远处克服引力所做的功(即引力势能的增加)。
公式如下:
$$
v_2 = sqrt{frac{2GM}{R}}
$$
其中:
- ( G ) = 万有引力常数(≈ 6.67430 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²)
- ( M ) = 地球质量(≈ 5.972 × 10²⁴ kg)
- ( R ) = 地球半径(≈ 6.371 × 10⁶ m)
将地球参数代入计算,可得:
$$
v_2 approx sqrt{frac{2 times 6.67430 times 10^{-11} times 5.972 times 10^{24}}{6.371 times 10}} approx 11.2 text{ km/s}
$$
三、 实际应用与重要性
- 深空探测基础:发射月球探测器、行星际探测器(如火星探测器)或飞向太阳系外的探测器时,其初始速度必须达到或超过地球的第二宇宙速度,才能确保其脱离地球引力影响,飞向目标天体。
- 轨道设计关键参数:在航天任务设计中,第二宇宙速度是计算转移轨道、引力助推(引力弹弓)效应等的重要输入参数。
- 天体特性表征:不同天体的逃逸速度不同,它反映了该天体引力场的强弱。例如,月球的逃逸速度仅约2.4 km/s,而木星的则高达约60 km/s。
四、 参考资料
网络扩展解释
第二宇宙速度是航天动力学中的重要概念,以下是综合多个权威来源的详细解释:
一、定义与基本数值
第二宇宙速度指地球表面物体完全摆脱地球引力束缚所需的最小初始速度,数值为11.2千米/秒。达到该速度后,物体将脱离地球轨道,围绕太阳运行或进入其他行星际空间。
二、物理意义与推导原理
- 能量守恒定律:物体动能需克服地球引力势能。推导公式为:
$$
E = -frac{mu}{r} + frac{1}{2}v_2 = 0 quad Rightarrow quad v_2 = sqrt{frac{2mu}{r}}
$$
其中$mu$为地球引力常数,$r$为地球半径。
- 与第一宇宙速度关系:是第一宇宙速度(7.9 km/s)的$sqrt{2}$倍,即$v_2 = v_1 times sqrt{2}$。
三、关键影响因素
- 距离地心高度:逃逸速度随高度增加而降低(如近地轨道脱离速度约为10.9 km/s)。
- 天体质量:质量越大的天体,其第二宇宙速度值越高(例如太阳的逃逸速度约617 km/s)。
四、实际应用特点
航天器通常分阶段加速:先以第一宇宙速度进入近地轨道,再二次加速至逃逸速度,避免大气层阻力影响。例如月球探测器需达到第二宇宙速度才能脱离地球引力。
五、相关概念对比
- 第一宇宙速度:7.9 km/s(绕地球圆周运动)
- 第三宇宙速度:16.7 km/s(脱离太阳系)
可通过[搜狗百科]()或[灰机wiki]()查看更专业的公式推导细节。
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