物体一定要到第二宇宙速度才能脱离地球吗——《三体3》引发的争议

【作者：张教员,编号66377 更新时间：2014-07-15】 这回的话题是：物体一定要到第二宇宙速度才能脱离星球吗——《三体3》引发的争议

在刘慈欣的科幻小说《死神永生》里，黑狱引发了有关物体是不是一定要大于第二宇宙速度才能脱离地球的争论，有不少人认为是，这是个必要条件，但这是个明显的误解。如果有动力，物体可以不达到第二宇宙速度摆脱地球引力束缚。

首先把“摆脱地球引力束缚”用物理语言严格化一下：物体可以运动到无穷远，不被地球拉回，可以无限地上升直到无穷远。

第二宇宙速度指的是，如果没有动力做正功把物体推离地球，它至少要多大的速度，即这是个上抛运动，一离手，就只靠自己的初动能飞，至少要多大的速度。
这时候机械能守恒，认为“恰好”运动到无穷远就是达到无穷远动能恰好为0，无穷远处势能也是0，所以0.5mV2^2-GMm/R=0+0，V2=√2GMm/R V2就是第二宇宙速度。

如果有动力做正功，比如火箭，那机械能就不守恒了，还有化学能转化为机械能，还是恰好到无穷远，那就是0.5mV^2+W-GMm/R=0+0，V=√（2GMm/R - 2W/m）
我们平时说“至少要第二宇宙速度”才能脱离地球引力，是指无动力、或者说把发动机做功也算作转化为动能里面，就是说如果有做功，总之要使0.5mV^2+W达到0.5mV2^2才行，却不是要求火箭在真实运动中达到V2.

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