问题: 求行星的第二宇宙速度
一个小行星半径20km, 质量9.6×10^16kg,求这个小行星的第二宇宙速度(单位m/s)
解答:
第一宇宙速度为绕该行星最小圆轨道速度,第二宇宙速度为脱离该行星的引力范围的速度。利用机械能守恒。
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假定一物体在行星表面运动,速度为V0(即第二宇宙速度)。它的动能为1/2 *m*V0*V0,势能为-G*M*m/r(取无穷远势能为0,G为引力常数,M为行星质量,m为物体质量,势能是负的)。
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无穷远处物体速度为0,势能也为0.
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则看到:1/2*m*V0*V0=GMm/r,可解出:V0=(2GM/r)^1/2.
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现实情况是:行星都有自转,如果利用这个自转速度,那第二宇宙速度可以降第多。如地球上物体的第二宇宙速度,上式算出约为42km/s,但如果考虑地球自转,只要16.7就行了。
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