为什么太空飞船可以在天上飞行而不掉下来？为了弄清楚原因，我们先来做一个小游戏，请小朋友与家长一起来完成。家长两手抓紧小朋友的两只手，面对面站着，然后家长开始旋转，速度逐渐加快，将小朋友“甩起来”，过程中小朋友要认真感受自己双臂受到拉力的变化（请家长注意，双手抓紧且速度不能太快，以免儿童被甩出或力量过大对手臂造成意外伤害）。小朋友们是不是发现，速度越快，手臂受到的拉力就越大？这就是圆周运动必要条件之一，即始终受到一个垂直于速度方向的向心力的作用。物体做匀速圆周运动时，速率不变，但速度方向随时发生变化，所以匀速圆周运动的线速度是每时每刻都在发生变化的。当然，我们做游戏时为了能够转飞起来，做圆周运动，还必须拥有一个初速度，并且足够大，这是物体做圆周运动的另一个必要条件。
现在，我们来回答为什么飞船能一直在天上飞。我们知道，地球表面的物体都受到地球引力的作用，这个力，方向竖支向下，所以，苹果会掉下来，而不是飞上天去。小朋友是不是发现，这个引力提供了飞船绕地球飞行即做圆周运动的条件之一：垂直于速度方向的向心力？现在，我们需要为飞船绕地球做圆周运动提供第二个条件：一个初始速度。为飞船提供这个初始速度的，就是火箭。火箭点火发射后，载着飞船开始加速，速度越来越快，直到达到或超过某一个速度值，飞船就可以满足绕地球做圆周飞行的第二个条件了。这个速度，我们称之为第一宇宙速度，是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，这个速度与地球质量及地球表面的重力加速度和地球半径有关。我们通过科学计算，得到这个数值为7.9千米/秒，即一秒钟跑将近8公里。
有第一宇宙速度，自然就有第二、第三宇宙速度。第二宇宙速度是航天器脱离地球引力场所需的最低速度，其值为11.2千米/秒。第三宇宙速度是航天器脱离太阳引力场所需的最低速度，大小为16.7千米/秒。那么还有第四或第五等等宇宙速度吗？根据目前人类科技水平，我们只知道有第四宇宙速度，但是还在研究当中。再往后，目前不得而知了……有待我们以后的科学研究了。
京公网安备11010502039775号
