Первой космической скоростью называют минимальную скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите.
Теперь давайте разберем, почему именно эта скорость называется первой космической и как она определяется.
- Определение первой космической скорости:
- Первая космическая скорость - это скорость, которая необходима объекту, чтобы он мог двигаться по круговой орбите вокруг Земли, не падая на её поверхность и не улетая в космос.
- Физические основы:
- Для того чтобы объект оставался на орбите, должна выполняться сила тяжести, которая уравновешивается центростремительной силой. Это можно записать в виде уравнения.
- Сила тяжести, действующая на объект, определяется формулой: F = G * (m1 * m2) / r², где G - гравитационная постоянная, m1 и m2 - массы Земли и объекта, r - расстояние от центра Земли до объекта.
- Центростремительная сила, необходимая для кругового движения, определяется как F = m * v² / r, где m - масса объекта, v - скорость, r - радиус орбиты.
- Вывод формулы:
- Приравнивая эти две силы, мы можем выразить первую космическую скорость v:
- v = √(G * m1 / r), где m1 - масса Земли, r - радиус орбиты.
- При подстановке значений, мы получаем, что первая космическая скорость составляет примерно 7,9 км/с.
Таким образом, первая космическая скорость позволяет объекту оставаться на орбите Земли без дополнительных затрат энергии на поддержание этой орбиты. Это важное понятие в астрофизике и космонавтике.