Первая космическая скорость — это минимальная скорость, которую необходимо сообщить объекту у поверхности небесного тела, чтобы он стал спутником этого тела и двигался по круговой орбите около него. Для вычисления первой космической скорости используется следующая формула:
[ v_1 = \sqrt{\frac{G \cdot M}{R}} ]
где ( v_1 ) — первая космическая скорость, ( G ) — гравитационная постоянная, ( M ) — масса небесного тела, а ( R ) — радиус небесного тела.
Однако, зная ускорение свободного падения ( g ) у поверхности небесного тела, формулу можно упростить:
[ v_1 = \sqrt{g \cdot R} ]
Теперь используем данные для Луны. Известно, что ускорение свободного падения у поверхности Луны в 6 раз меньше, чем у поверхности Земли. Ускорение свободного падения на Земле ( g_{\text{Земля}} \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 ). Следовательно, ускорение свободного падения на Луне:
[ g{\text{Луна}} = \frac{g{\text{Земля}}}{6} \approx \frac{9.81}{6} \approx 1.635 \, \text{м/с}^2 ]
Радиус Луны дан как 1760 км, что соответствует 1760 000 метров.
Теперь мы можем подставить эти значения в формулу для первой космической скорости:
[ v_1 = \sqrt{1.635 \, \text{м/с}^2 \times 1760 000 \, \text{м}} ]
[ v_1 = \sqrt{2 878 800} ]
[ v_1 \approx 1696.71 \, \text{м/с} ]
Таким образом, первая космическая скорость у поверхности Луны составляет примерно 1697 м/с.