物体绕着地球做圆周运动,半径为地球半径R,万有引力提供向心力,并用黄金代换将GM代换成gR2根据圆周运动公式带入数据可得。
由万有引力定律可得:
GMm/r^2=mg
于是得出gr^2=GM(黄金公式)
GMm/r^2=mv^2/r
于是v=根号下(GM/r)
由以上的式子可求得:v=根号下(gr^2/r)= 根号下(gr)
注:M是地球质量.r是地球半径.g是地表的重力加速度.
地面a处离地心为R0,即Oa=R0,Ob=R1,Oc=R2…O∞=R∞
物体在a处受引力F0=G ;b处受引力F1=G ;…
物体由a移到b,需克服引力做功W1= 01(ab).由于F0到F1中力是变化的,为此采取近似方法:
01=G
这样由于 ,故F0> 01>F1
所以W1=G
即W1=GMm( )(物体由a→b)
同理 W2=GMm( )(物体由b→c)
W3=GMm( )(物体由c→d)
…
W∞=GMm( )
物体由a移到无限远处时,共需做功
W=W1+W2+…=GMm( )=GMm/R0.式中 =0
故物体在地面上需要具有动能 mv22=GMm/R0
所以,第二宇宙速度v2= =11.2 km/s(式中G为引力常量,M为地球的质量,R0为地球半径)