5分鐘，帶你瞭解下什麼是逃逸速度？

逃逸速度是一個物體永久地逃離天體引力束縛的最小速度。

月球其實是有一個大氣層的，它的學名為外逸層。它是如此的稀薄，以至於它的粒子很少碰撞。它稀薄的原因是月球的引力微弱不像地球那樣，以至於它無法抓住在上方盤旋或從內部滲出的氣體。

圖片說明：月球隕石坑

月球有一個所謂的外逸層。

月球岩石釋放的大部分氣體粒子以大於月球逃逸速度的速度向上飛去，此速度便是一個物體永久逃逸一個天體的引力場，且永遠不會回來的最小速度。

現在，由於物體的重力場強度是其質量的函式，很明顯，從大質量天體上逃逸更加困難。自然地，地球的逃逸速度比月球大得多，但比木星要小得多，因為木星的體積巨大，它在所有行星中擁有最高的逃逸速度。

圖片說明：離開地球的最低速度為11。2 km/s（約為40，320 km/h或25，000 mph）。但是，在地球軌道上，離開太陽系的最低速度卻是42。1 km/s 。

速度對於質量的依賴會造成一個矛盾的問題：我們在向比地球更大的行星傳送探測器時，探測器必須攜帶大量剩餘的燃料，因為它所需燃料量要比它燃燒的燃料量大得多，才能起飛和逃離地球。然而，當它在旅途中攜帶這些額外的燃料時，它會變得更重，因此更難加速到地球的逃逸速度。

圖片解釋：A： 跌落地球<7。9 km/s B： 跌落地球 C： 圓周運動 = 7。9 km/s D： 橢圓軌道 E： 逃逸 > 11。2 km/s。

火箭必須以11。2公里/秒的速度飛行，才能脫離地球引力束縛。（圖源： pixabay。com）

只有當物體的動能等於它的重力勢能時，才能逃離質量為m的天體。以V速度運動的質量為m的物體的動能為？mv2。根據定義，這個物體的重力勢能是它離天體中心距離r的函式，公式為GMm/r，其中g是引力常數，其值為6。673*10^（-11）Nm^2kg^（-2）。將兩者構建等式，我們得出：

我們可以用這個方程中m和r的不同值來確定不同天體的逃逸速度。r的影響也意味著高出天體表面的物體比在r表面上的物體更容易逃脫。這是顯而易見的，因為當我們離開行星表面時，它的引力強度會降低。

最後，我們可以從方程中推斷出行星的逃逸速度與物體的質量無關。這是違反直覺的，但無論是恐龍還是烏龜，它必須以11。2公里/秒（忽略空氣阻力）的速度逃離地球！然而，加速度是質量的函式，所以即使恐龍以與烏龜相同的速度逃逸，將其加速到11。2公里/秒仍比將烏龜加速到同速要困難得多。

宇宙速度，是指物體從地球出發，要脫離天體重力場的四個較有代表性的初始速度的統稱。

航天器按其任務的不同，需要達到這四個宇宙速度的其中一個。例如人類第一個發射成功的星際探測器月球1號就需要達到第二宇宙速度，才能擺脫地球重力。而旅行者2號則需要達到第三宇宙速度，才能離開太陽系。

圖片說明：月球1號是首個達到第二宇宙速度的太空探測器。

宇宙速度的概念也可應用於在其他天體發射航天器的情況。例如計算火星的環繞速度和逃逸速度，只需要把公式中的M，R，g換成火星的質量、半徑、表面重力加速度即可。

1。WJ百科全書

2。天文學名詞

3。 sciab

馬薩諸塞大學

喬治亞州立大學

西北大學

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