地球的引力能让什么掉下来,地球的引力怎么变成这么大的

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-13 11:55:17

人们对飞行充满了幻想,网络上有很多这样的问题。比如地球在自转,飞机只要飞到空中不动,一天不就围绕着地球转了一圈,这多省油省力呀。这类问题过去多有回答,有兴趣的朋友可以查阅时空通讯早些时候发过的相关文章,就不多说了。今天说说有些网友提出的:飞机要飞多高才不受地球引力牵扯呢?

地球的引力能让什么掉下来,地球的引力怎么变成这么大的(1)

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,也是要掉下来的。

目前飞得最快最高的飞机是上世纪60年代老美的X-15A试验机,飞行速度达到6.72马赫(7274km/h),飞行高度最高达到10.8万米。正应了孙悟空的十万八千里之说,不过这里只有10万8千米。但这种飞机已经不能完全算作飞机了,它是以北美航空公司研制的火箭发动机为动力的,严格意义上来说,有点像火箭了。

地球的引力能让什么掉下来,地球的引力怎么变成这么大的(2)

火箭为什么可以飞到更高的太空呢?就是因为它配备了火箭发动机,而火箭发动机是不需要氧气助燃的,其燃料中配备了阻燃剂,比如用液氢和液氧2:1混合,等于是自己带了氧气燃烧。而且火箭不是依靠空气托举飞升,而是依靠反作用力,往下或往后喷射炽热高速气体推进自身,理论上只要燃料足够,它就可以一直飞。

这时大气层的空气反而成了阻力,所以以后飞往遥远深空的飞船会越来越多的在太空发射或者月球上发射,因为那里没有大气阻力,且重力影响更小。

地球的引力能让什么掉下来,地球的引力怎么变成这么大的(3)

引力是远程力,理论上作用无限远。

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,到了天边宇宙边缘,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,其引力大小是与质量成正比,与距离平方成反比的,其遵循的公式为:F=GMm/r^2。

这里,F表示引力大小,G为引力常量,M和m表示引力相互作用两个物体的质量,r为两个物体质点间的距离。从公式可以看出,相互作用的两个物体质量越大,引力越大,而距离越远,引力衰减的越厉害,而且是呈平方级衰减。这样,距离远了,引力就很微弱了。

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,而且很难感觉和测量到了。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。

地球的引力能让什么掉下来,地球的引力怎么变成这么大的(4)

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