打开网易新闻 查看精彩图片

根据万有引力定律及相关物理理论得：F=GMm/R^2=v^2m/R=mg——（1），其中，F是地球和存在于地引力场对物体的引力、G是万有引力常数、M是地球的质量、m是物体的质量、R是物体到地球质心的距离、v是物体相对地球的速度。根据方程（1）可知：物体的重力势能Eg=GMm/R，由于地球引力场运动的物体，没有脱离地球的引力，所以地球上物体的运动速度一定小于物体环绕地球的速度v，根据方程（1）物体m的最大动能是：E=v^2m/2=GMm/2R，假设物体的动能是Ek，由于物体的最大动能E等于Eg的一半，也就是说，地球引力场运动的物体，它的重力势能一定大于物体动能的2倍。
从重力势能的表达式可以看出，物体的重力势能是随着高度的增加而减小，并且是和物体的高度成反比。物体的动能和高度没有关系，假设一个物体的动能不变，当这个物体被“举高”，它的重力势能必然会减小，当它的重力势能减小到等于这个物体的动能，即Ek=mgR，R是物体距离地球质心的距离，此时物体不在受地球的束缚，即将逃离地球，也就是说，当高度大于R物体逃离地球，小于R物体不能逃离地球。这个结论可以推广到一般。
为了更好的说明问题，举例说明。假设我们想逃离地球，我们的速度只有是2米/秒，根据Ek=mgR，mv^2/2=MmG/R——（2），地球的质量M=5.97×10^24千克，所以R=2MG/v^2=2×5.97×10^24×6.67×10^-11/4=1.99×10^14(米)，即我们必须达到大于1.99×10^14米的高度，才能逃离地球。如果我们在地球表面，则地球的半径R=6.4×10^6米，代入方程（2），解得v=1.1×10^4米/秒，即我们的速度必须大于1.1×10^4米/秒，才能逃离地球。
结论：要使物体逃脱天体的引力飞向星际空间，则要有Ek大于Eg，即物体脱离天体动能的临界值是物体的重力势能；引力场运动的物体它的重力势能大于物体动能的2倍