将此加速度公式代回卫星圆周运动方程,化简可得卫星的速度:
G和M分别是万有引力常数和地球质量。随后,他在白板上演示了如何通过“黄金代换公式”将G和M换成更常见的物理量。为此,张朝阳考虑了地球表面的万有引力:mg=GMm/R^2,这里R表示地球半径,m表示地球表面附近物体的质量,g表示地球表面附近的重力加速度。于是有GM=gR^2。将这个结果代回卫星速度公式就得到:
张朝阳介绍,第一宇宙速度就是地球表面附近的卫星绕着地球做圆周运动时的速度。此时 r近似为R,于是得到第一宇宙速度公式:
这个速度的值是7.9km/s。而对于地球同步卫星,其公转周期与地球自转周期相同,即其公转角速度应等于地球的自转角速度。张朝阳将速度换成角速度乘以轨道半径,于是得到: