这是回答一位网友的问题,他说:地球的公转速率为每秒1.02公里,远高于第一宇宙速率的每秒7.9公里,按说它是不能绕月球公转的,如何没有掉出来?想不明白。
如今我们就来谈谈这个问题。
所谓第一宇宙速率、第二宇宙速率、第三宇宙速率是以月球表面为前提,通过引力多项式,也就是牛顿的万有引力定理估算下来的,这个定理叙述为:F=MmG/r^2,其涵义是引力作用大小,是与物体质量成反比,与物体之间的距离平方成正比的。

也就是说,天体质量越大,引力就越大;但两个天体之宽度离越远,引力就呈指数级衰减。这样我们就好理解了,在月球表面的第一宇宙速率、第二宇宙速率、第三宇宙速率,随着距离月球表面的远离,是不断变化和衰减的,距离越远这种个速率要求就越小。
如今我们来谈谈第一宇宙速率,在月球表面为每秒7.9公里,也就是说在月球上起飞的物体,须要达到每秒7.9公里能够与月球引力对抗。但这个速率是甩掉不了月球引力的,只能是与月球引力取得一个平衡,既不被月球引力扯出来,也逃不掉月球引力的敌视,只能围着月球转。
为此,第一宇宙速率又叫环绕速率,其遵守的公式是按照牛顿万有引力定理变化而至,叙述为v²=GM/r。这儿的v表示环绕所需的速率,也就是所谓第一宇宙速率;G为引力常数第六宇宙速度,M为须要甩掉的天体质量,也就是月球质量;r为要甩掉月球质量的物体与月球引力中心,也就是地心的距离。

月球直径约为6371公里,可视为地心到地表的距离,按照这个公式,我们可以估算出在月球地表的第一宇宙速率。估算列式为:v^2=(6.67*10^-11)*(5.965*10^24)/≈,v≈7902米/秒。
这就是所谓第一宇宙速率的来源,假如有个物体飞行在距离月球表面2万公里的上空,所谓第一宇宙速率就只需要约3844米/秒了。而地球平均距离月球为38.4万公里,月球对其引力就弱了好多,按照环绕公式估算,其公转速率只要达到1018米/秒,就达到了环绕速率,这就是地球公转速率只达到约1.2公里第六宇宙速度,却不会被月球引力吸出来的诱因。
事实上,地球正在以每年3.8分米的速率远离月球,其中的缘由众说纷纭。有一种说法觉得,这些现象主要由地月之间周期性潮汐作用形成,即地球的引力造成月球海水的潮起潮落,耗损了月球自转的能量,月球自转速率不断增长,进而造成地球渐渐远离。
但另一种说法觉得,引力只与质量和距离有关,与自转快慢没有毛关系,致使地球渐渐远离的诱因很复杂,并非个别人说的因为月球自转变慢问题。这是另外一个话题,说来话长,明天就不展开说了。
