人们对飞行充满了幻想,也提出过很多问题:如飞机要飞多高才不受地球引力控制,怎样才能逃出地球引力?
飞机飞得再高也受地球引力牵制。因为飞机是依靠空气动力学飞翔的飞行器,是在大气层里活动的,出了大气层,飞机就没有了空气的托举,那两个翅膀和尾翼就没用了,就会掉下来。而且飞机发动机也是需要氧气维持的,到了太高的空中发动机缺氧就会熄火,也会掉下来。
飞多久就能够飞出地球引力,这恐怕没有一个止境。因为引力理论上作用无限远,到了宇宙的边缘、天边,地球的引力理论上也还在,也就是说要完全飞出地球引力是不可能的。但引力又是弱力,其引力大小与质量成正比,与距离平方成反比。
太空中有各种各样的天体,引力会互相影响。所以虽然引力作用可以到达无限远,但这个无限远只是象征性的,到了一定距离就非常微弱,而且很难被感知和测量到。这样,根据不同天体质量和天体与天体之间的相互作用,每个天体引力就有了一个影响范围,在这个范围内,引力就能够对其附属物体起作用,出了这个范围,就无法影响了。
这个范围就叫希尔球半径。希尔球半径的计算公式为:r=a×■。其中r为希尔球半径,m为被计算希尔球对应的天体质量,M为影响m运行轨迹的大天体质量,a为m公转轨道的半长轴。根据这个公式,地球的希尔球半径约150万千米,也就是说,在半径为150万千米这样一个球形范围,地球的引力起着控制作用,如果到了150万千米之外,地球就管不着了。月球距离我们平均约38.4万千米,因此完全在地球的控制当中,只能够围绕着地球公转。
而月球的希尔球半径约6.14万千米,在距离月球这个范围内,小天体受月球引力牵制,而在这个边缘地带,地月引力产生了一个平衡。严格意义上来说,任何飞行器要飞出地球引力,必须飞到150万千米之外。飞机当然也不例外,但飞机不但无法飞出地球引力,连地球大气层的16千米对流层也飞不出。
爱因斯坦广义相对论认为,引力的本质是质量导致周边时空的扰动和扭曲,这个扭曲的结果就是大质量天体周围充满了引力漩涡或陷阱,要逃脱这个漩涡或陷阱,就必须飞快地跑,就像逃出大海的漩涡一样,必须把船开得飞快,才能够逃脱。
所以飞机飞多高也无法飞出地球引力,不受地球引力牵制的飞机是不存在的,而宇宙飞船飞出地球引力就必须遵循引力定律,达到第二宇宙速度11.2km/s,飞到距地球150万千米以外,就脱离地球引力了。
(科 中)
人们对飞行充满了幻想,也提出过很多问题:如飞机要飞多高才不受地球引力控制,怎样才能逃出地球引力?
飞机飞得再高也受地球引力牵制。因为飞机是依靠空气动力学飞翔的飞行器,是在大气层里活动的,出了大气层,飞机就没有了空气的托举,那两个翅膀和尾翼就没用了,就会掉下来。而且飞机发动机也是需要氧气维持的,到了太高的空中发动机缺氧就会熄火,也会掉下来。
飞多久就能够飞出地球引力,这恐怕没有一个止境。因为引力理论上作用无限远,到了宇宙的边缘、天边,地球的引力理论上也还在,也就是说要完全飞出地球引力是不可能的。但引力又是弱力,其引力大小与质量成正比,与距离平方成反比。
太空中有各种各样的天体,引力会互相影响。所以虽然引力作用可以到达无限远,但这个无限远只是象征性的,到了一定距离就非常微弱,而且很难被感知和测量到。这样,根据不同天体质量和天体与天体之间的相互作用,每个天体引力就有了一个影响范围,在这个范围内,引力就能够对其附属物体起作用,出了这个范围,就无法影响了。
这个范围就叫希尔球半径。希尔球半径的计算公式为:r=a×■。其中r为希尔球半径,m为被计算希尔球对应的天体质量,M为影响m运行轨迹的大天体质量,a为m公转轨道的半长轴。根据这个公式,地球的希尔球半径约150万千米,也就是说,在半径为150万千米这样一个球形范围,地球的引力起着控制作用,如果到了150万千米之外,地球就管不着了。月球距离我们平均约38.4万千米,因此完全在地球的控制当中,只能够围绕着地球公转。
而月球的希尔球半径约6.14万千米,在距离月球这个范围内,小天体受月球引力牵制,而在这个边缘地带,地月引力产生了一个平衡。严格意义上来说,任何飞行器要飞出地球引力,必须飞到150万千米之外。飞机当然也不例外,但飞机不但无法飞出地球引力,连地球大气层的16千米对流层也飞不出。
爱因斯坦广义相对论认为,引力的本质是质量导致周边时空的扰动和扭曲,这个扭曲的结果就是大质量天体周围充满了引力漩涡或陷阱,要逃脱这个漩涡或陷阱,就必须飞快地跑,就像逃出大海的漩涡一样,必须把船开得飞快,才能够逃脱。
所以飞机飞多高也无法飞出地球引力,不受地球引力牵制的飞机是不存在的,而宇宙飞船飞出地球引力就必须遵循引力定律,达到第二宇宙速度11.2km/s,飞到距地球150万千米以外,就脱离地球引力了。
(科 中)