第一宇宙速度半径(经典物理:如何用向心力求出第一宇宙速度呢?)

第一宇宙速度半径。向心力是我们生活中常见到的一种类型的力，它是效果力，不能出现在物体的受力分析中，但是，今天为了方便起见，必须得把向心力强加到物体的受力分析中，以此来等效掉其它的力，使人们能够更加清晰的明白物体的受力情况。

我们知道，物体做匀速圆周运动时，物体的加速度与物体的速度方向始终垂直。例如，铁饼运动员在扔出铁饼瞬间之前，它就是用一根铁链将铁饼牵住，然后在自身力的作用下，使铁饼做圆周运动，而铁链对铁饼的拉力就是向心力。

根据研究者不断的对物体做圆周运动的规律进行计算后发现，物体受到的向心力与物体质量成正相关的关系，与物体做圆周运动的半径成正相关的关系，与物体做圆周运动的角速度的平方也成正相关关系。根据研究者多次的计算与实验数据得出了一个公式，即1式F=M×R×ω²。

在此等式中，F为向心力，M为物体的质量，R为物体做圆周运动的半径，ω为物体的角速度。对于这个公式还有一种变换，就是物体在做圆周运动时，其角速度于线速度有着如下的关系，角速度等于线速度除以圆周半径，其表达式为2式ω=V/R。

将此2式带入到1式中，就有3式F=M×V²/R。此式中，F为向心力，M为物体的质量，V为物体的线速度，R为物体做圆周运动的半径。当然，1、2、3式中，物体处于匀速圆周运动状态。有了这个基本的概率后，如何用它来求解第一宇宙速度呢？

只要地球上的物体获得了第一宇宙速度后，那么它将处于完全失重状态，脱离了地球对他的重力作用。一旦物体获得了第一宇宙速度后，物体将绕着地球做匀速圆周运动，而且还不需要其它的外力支撑它做匀速圆周运动。这就好比人造卫星一样，它将永远的在预定轨道上绕地球运动。那么，第一宇宙速度究竟是怎么求出的呢？

我们知道，人造卫星绕着地球做匀速圆周运动时，它受到的力主要有地球对它的万有引力，此时的万有引力就是人造卫星绕着地球转动的向心力。根据万有引力公式与向心力的公式进行划等号可得下列式子。

即F=G×M×m/R²=mV²/R，在此等式中，G为万有引力常量，这个可以在高一物理书中查出此数值，M为地球的质量，m为物体的质量，V为物体做圆周运动时的线速度，也就是第一宇宙速度速度，R为物体的圆周半径，即是地球的半径加上卫星的轨道高度。

进一步将此式简化，就有M×R×G=V²。在此关系式中，要求出线速度也就是第一宇宙速度的话，现在唯一不能确定的就是圆周运动的半径R。此时我们现在设想一下，既然物体获得了第一宇宙速度，物体就能在地球的万有引力下做匀速圆周运动。

假如此时物体就是贴地做圆周运动，那么此时的物体就不会有轨道高度，也就是说，地球的半径就是物体绕地球做匀速圆周运动的半径。将地球的质量，地球的半径，万有引力常量带入到M×R×G=V²中，就可以求出第一宇宙速度。

它们的数值本人就不指代出来，现在只需告诉你，第一宇宙速度近似的等于7.9KM/S。所以，人造地球卫星要想绕着地球做匀速圆周运动，就其速度必须得大于7.9KM/S，但是得小于第二宇宙速度，即11.2KM/S。

因为人造卫星的速度一旦等于或大于11.2KM/S时，人造卫星将绕着太阳做匀速圆周运动。在我国的探月飞行器中，可以把它们先看成是绕着地球运动，然后经过变轨减速后再绕着月球做匀速圆周运动。感兴趣的朋友可以查查相关的文献资料。