在地球表面附近發(fā)射衛(wèi)星,當(dāng)衛(wèi)星的速度超過某一速度時(shí),衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力,不再繞地球運(yùn)行,這個(gè)速度叫做第二宇宙速度.規(guī)定物體在無限遠(yuǎn)處萬有引力勢能E
P=0,則物體的萬有引力勢能可表示為
Ep=?,r為物體離地心的距離.設(shè)地球半徑為r
0,地球表面重力加速度為g
0,忽略空氣阻力的影響,試根據(jù)所學(xué)的知識(shí),推導(dǎo)第二宇宙速度的表達(dá)式(用r
0、g
0表示).
衛(wèi)星從發(fā)射后到脫離地球引力的過程中機(jī)械能守恒.設(shè)衛(wèi)星以v
0的速度從地面附近發(fā)射后恰能脫離地球的引力,則其在地面附近時(shí)的能量為:
E0=mv02+(?)由題意知 E
0=0
即
mv02+(?)=0又因?yàn)樵诘厍虮砻鏁r(shí),物體的重力等于萬有引力,有:
G=mg0解得第二宇宙速度v
0滿足:
v0=