【種花家務(wù)·物理】1-13-04人造衛(wèi)星,第一宇宙速度『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』
【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』,此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材,本系列叢書(shū)共包含17本,層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平,其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫(xiě)的注解。
【山話(huà)嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版,即80年代的改開(kāi)版,改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容,直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版,首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí),讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小,即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材,不該被埋沒(méi)在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時(shí)間,將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。?
第十三章萬(wàn)有引力定律
【山話(huà)||? 本系列專(zhuān)欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓;功的單位爾格等于10??焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤,如今是不允許的,力是不能使用公斤為單位的】
§13-4人造衛(wèi)星,第一宇宙速度
【01】我們知道,地球周?chē)奈矬w都要受到地球的吸引,因此,拋出去的物體都要落回到地面上來(lái)。我們也知道,水平拋出去的物體,初速度越大,射程越遠(yuǎn),物體運(yùn)動(dòng)的軌跡的彎曲程度也越?。▓D13·3)。由此可以想象:當(dāng)物體的初速度大到一定的數(shù)值時(shí),它的軌跡的彎曲程度可以小到跟地球表面的彎曲程度相同。這時(shí),物體將不斷地繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),成為地球的人造衛(wèi)星;地球?qū)λ囊┙o它所需的向心力,只能維持它作勻速圓周運(yùn)動(dòng),而不能使它落回地面。

【02】假定人造衛(wèi)星距地面的高度遠(yuǎn)小于地球的半徑并可以略去不計(jì),則人造衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力就是 mv2/R,其中 m 是衛(wèi)星的質(zhì)量,v 是我們所要求的速度,R 是地球的半徑。地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的引力可以近似地取作 mg? 。于是?mv2/R=mg,? 。
【03】把 R=6400公里,g=0.0098公里/秒2 代入,即得 v≈7.9公里/秒。這就是人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)所需的最低速度,一般叫做第一宇宙速度或環(huán)繞速度。