什么是第一宇宙速度

第一宇宙速度是指天体在不受引力作用的情况下，以足够的速度沿着特定轨道运动，使其能够避免被地球等天体捕获的速度。
例如，地球绕太阳运动时，如果速度小于第一宇宙速度，则可能被太阳的引力捕获，从而变成其卫星。
而如果速度大于第一宇宙速度，则可以逃离太阳的引力场，并沿着自己的轨道运动。
第一宇宙速度的大小取决于天体的质量和轨道高度等因素，对于地球而言，约为每秒7.9公里。

什么叫第一宇宙速度

第一宇宙速度（First cosmic velocity）又称圆轨道速度，是指一个物体在绕某个天体做匀速圆周运动的情况下，所需具备的最小速度。也就是说，如果一个物体的速度低于第一宇宙速度，那么它将无法绕天体做圆形轨道运动。

第一宇宙速度的大小取决于天体的质量和距离。例如，在地球上的表面，绕地球作匀速圆周运动所需的第一宇宙速度为每秒约7.9公里，而在太阳系中，绕太阳作匀速圆周运动的行星所需的第一宇宙速度则会根据行星的距离和太阳的质量等因素而有所不同。

第一宇宙速度是天体力学中一个重要的概念，它对于人类探索宇宙、进行空间探测等方面具有重要的意义。

第一宇宙速度是指地面上向哪个方向的发射速度

第一宇宙速度是以地心为参照物的，而不是地球。地球本身在自转。所以低纬度地区发射卫星时卫星天然具有初速度。

也因此,对于地面上的人而言，观察到的卫星速度不是7.9km/s，而要减去地面相对于地心的线速度。

也可以说，离地400km的卫星是地球的一部分，就像天上飞的飞机，对准跑道降落的时候，根据的是对地面的速度，飞船返回地球的时候，准确的说是返回地面，因为飞船从未离开过地球系统，依据的也是对地面的相对速度。

第一宇宙速度的计算方法

一、第一宇宙速度是多少

早期人们在探索航天途径时，为了估计克服地球引力、太阳引力所需的最小能量，引入了三个宇宙速度的概念，假设地球是一个圆环，周围也没有大气，物体能环绕地球运动的最低的轨道就是半径与地球半径相同的圆轨道。这时物体具有的速度是第一宇宙速度大约为7.9公里/秒。物体在获得这一水平方向的速度以后，不需要再加动力就可以环绕地球运动。

然而地球上的物体要脱离地球引力成为环绕太阳运动的人造行星，需要的最小速度是第二宇宙速度，第二宇宙速度约为11.2公里/秒，是第一宇宙速度的2倍。地面物体获得这样的速度即能沿一条抛物线轨道脱离地球。

第三宇宙速度地球上物体飞出太阳系相对地心最小速度，第三宇宙速度的大小约为16.6公里/秒。地面上的物体在充分利用地球公转速度情况下再获得这一速度后可沿双曲线轨道飞离地球，当它到达距地心93万公里处，便被认为已经脱离地球引力，以后就在太阳引力作用下运动。这个物体相对太阳的轨道是一条抛物线，最后会脱离太阳引力场飞出太阳系。

在这里我们另外强调一下一些特殊的轨道速度，例如环绕速度、逃逸速度等有的时候也被分别称为第一、第二宇宙速度。科学家估计当这个速度达到110-120公里/秒时，物体将脱离银河系，于是又有科学家把110-120公里/秒叫第四宇宙速度。

总而言之就是有四个宇宙速度，为了让各位网友看的更加明白下面我们来做个小总结。

宇宙速度：从地球表面发射的航天器环绕地球、脱离地球引力或飞出太阳系所需的最小速度。

第一宇宙速度：宇宙速度的一级，当物体具有每秒7.9km时的速度运动就和地球的的引力相平衡，就不落回地面环绕地球作匀速圆周运动，因此又叫环绕速度。

第二宇宙速度：宇宙速度的二级，当物体具有每秒11.2km时的速度运动就可有脱离地球的引力不再饶地球运动，因此该速度又叫脱离速度。

第三宇宙速度：宇宙速度的三级，当物体具有每秒16.7km时的速度就可以脱离太阳的引力不再饶太阳运动。

第四宇宙速度：宇宙速度的四级，当物体具有每秒110~120km时的速度就可以脱离银河系的引力到外星系。

二、第一宇宙速度推导公式

我们知道第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度。如果要作圆周运动，必须始终有一个力作用在航天器上，其大小等于该航天器运行线速度的平方乘以其质量再除以公转半径。

即F=\frac{mv^2}{R}，其中\frac{v^2}{R}是物体作圆周运动的向心加速度。在这里，正好可以利用地球的引力，在合适的轨道半径和速度下，地球对物体的引力，正好等于物体作圆周运动的向心力。

第一宇宙速度的计算公式是： G\frac{Mm}{R^2} = m\frac{v_1^2}{R} v_1 = \sqrt{\frac{GM}{R}} = 7.9 km/s 或者： mg = m\frac{v_1^2}{R} v_1 = \sqrt{gR} = 7.9 km/s 实际上，地球表面存在稠密的大气层，航天器不可能贴近地球表面作圆周运动，必需在150千米的飞行高度上，才能绕地球作圆周运动。在此高度下的环绕速度为7.8千米/秒。

第一宇宙速度推导公式就是F=GMm/r=mv/r又这个公式我们可以得出GM=gr

从而解得v=gr，将R地=6.37×10m，g=9.8 m/s代入，并开平方，得v= 7.9 km/s。其中F为两个物体之间的引力，G是万有引力常数，r则是两个物体之间的距离。

第一宇宙速度是多少马赫

第一宇宙速度：7.9千米／秒

航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的发射速度，第一宇宙速度，也叫环绕速度，以下记为v1。按照力学理论可以计算出v1=7.9公里/秒。但在精确计算中，航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地球对航天器引力比在地面时要略小，故其速度也略小于v1。