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第一宇宙速度怎麼推

第一宇宙速度是指物體緊貼地球表面作圓周運動的速度,也是人造地球衛星的最小發射速度,以及最大繞行速度。第一宇宙速度的推導基於牛頓第二定律萬有引力定律。具體推導過程如下:

物體在地球表面附近繞地球做圓周運動時,萬有引力提供向心力。即(F = \frac{GMm}{R^2} = ma)(其中F是萬有引力,G是萬有引力常數,M是地球質量,m是衛星質量,R是地球半徑,a是向心加速度)。

由於物體緊貼地球表面運動,其軌道半徑等於地球半徑R,因此(F = \frac{GMm}{R^2} = m\frac{v^2}{R})(其中v是第一宇宙速度)。

將兩個表達式相等,得到(\frac{GMm}{R^2} = m\frac{v^2}{R}),解這個方程得到(v = \sqrt{\frac{GM}{R}})。

代入地球的具體數值,如(M = 5.98 \times 10^{24}kg),(R = 6371km),(G = 6.674 \times 10^{-11}m^3kg^{-1}s^{-2}),可以計算出第一宇宙速度約為7.9公里每秒。