Задание № 20 · ОГЭ

Первая космическая скорость

Скорость для движения по круговой орбите у поверхности небесного тела
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Первая космическая скорость — это минимальная горизонтальная скорость, которую нужно сообщить телу у поверхности небесного тела, чтобы оно стало двигаться по круговой орбите, не падая на поверхность.

Первая космическая скорость
Минимальная скорость, необходимая телу для выхода на круговую орбиту около небесного тела, если сопротивлением атмосферы пренебрегают.

Для объяснения первой космической скорости используют ускорение свободного падения и закон всемирного тяготения. Спутник всё время свободно падает к центру планеты, но благодаря большой горизонтальной скорости поверхность как бы «уходит» из-под него. Поэтому спутник движется по окружности.

\(v_1\)
первая космическая скорость
м/с
\(g\)
ускорение свободного падения
м/с²
\(R\)
радиус небесного тела
м
\(G\)
гравитационная постоянная
Н·м²/кг²
\(M\)
масса небесного тела
кг

Формула

На круговой орбите сила тяготения играет роль центростремительной силы. Поэтому первую космическую скорость можно найти по радиусу \(R\) и ускорению свободного падения \(g\):

\[v_1=\sqrt{gR}\]

С учётом закона тяготения \(g=\frac{GM}{R^2}\) формула принимает вид:

\[v_1=\sqrt{\frac{GM}{R}}\]

У поверхности Земли \(v_1\approx7{,}9\ \text{км/с}\). В реальном запуске скорость должна быть немного больше из-за сопротивления атмосферы и потерь на подъём.

№
Пример

Если для некоторого небесного тела \(g=10\ \text{м/с}^2\), а \(R=6{,}4\cdot10^6\ \text{м}\), то \(v_1=\sqrt{10\cdot6{,}4\cdot10^6}=8000\ \text{м/с}=8\ \text{км/с}\).

!
Не путайте

Первая космическая скорость приводит к движению по круговой орбите. Вторая космическая скорость нужна для полного удаления от небесного тела: тело покидает его притяжение и движется по незамкнутой траектории. Орбитальная скорость может отличаться от первой космической, если орбита находится выше поверхности.

Проверь себя

Как изменится первая космическая скорость, если радиус небесного тела увеличить в 4 раза, сохранив \(g\) прежним?

Главное за минуту

Главное

  • Первая космическая скорость обеспечивает круговую орбиту около небесного тела.
  • Основные формулы: \(v_1=\sqrt{gR}\) и \(v_1=\sqrt{\frac{GM}{R}}\).
  • Для Земли первая космическая скорость примерно равна \(7{,}9\ \text{км/с}\); это не скорость ухода из поля тяготения.