要确定一个物体在另一个物体的重力场中是沿束缚(轨道)运动还是沿非束缚轨道运动,利用能量守恒的概念是很有用的。 质量为 m 的物体在质量为 M 的重力场中动能为 Ekin,重力势能为 Epot

,其中 v 是质量为 m 的物体的速度,r 表示质心之间的距离。
即使引力作用无限远,物体仍可以逃避重力引力。物体从大块物体的引力影响下逃逸所需的最小速度称为逃逸速度。可以通过应用能量守恒并将物体与大物体的初始距离 R 处的总能量与物体达到“无穷大”(速度 v=0)时的能量相等来计算:

,由此可以导出 vesc,从而得到

,它与物体的质量 m 无关,对于冲击运动(无推进力)也是如此。 如果物体以逃逸速度移动但不直接远离物体,则它将沿弯曲的路径(逃逸轨道)逃逸,该路径是抛物线形的。高于该速度,该路径将是双曲线的,低于该对象的物体将无法逃脱引力的影响,并将进入束缚轨道。正如牛顿从他的law of universal gravitation推导出来的,可能的轨迹可以用conic sections来描述。
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