引力弹弓只是加速运动？它能做的还有很多(2)

在航天发射时，火箭升空后通常会向东转弯。这是因为地球自转方向是自西向东旋转，同时地球绕太阳运行的方向也是自西向东，当火箭向东转弯时，它可以从地球获得约30千米/秒的额外速度。这是地球赤道表面自转线速度（0.466千米/秒）与地球绕太阳公转速度（29.78千米/秒）的和。
我们知道当一枚火箭的速度大于11.2千米/秒时，它可以逃离地球，这被称为第二宇宙速度。但第二宇宙速度并不足够让火箭飞得很远，因为太阳的引力十分巨大，火箭需要达到16.7千米/秒（第三宇宙速度），它与地球的速度叠加才能从地球逃离太阳。
航天器在太空向外飞行时，由于受太阳引力的影响，它的速度会不断下降，最后还是要被太阳拉回来，这就需要航天器不断加速来加以摆脱。前边说了，航天器携带的燃料有限，我们需要它从外部“借力”，这就是接下来要谈的重力辅助。
弹性碰撞的力与速度关系
为了使复杂的概念更加容易理解，我们先来举个例子。假设一个熊孩子在铁路边向一辆高速驶来的列车车头扔皮球，结果会怎么样？有惊无险，皮球撞到列车后会反弹回来。这在力学上被称为弹性碰撞。

皮球反弹回来的速度会是多少？这是一个有意思的问题：
假设熊孩子扔出皮球的速度是30千米/小时，火车从对面驶来的速度是50千米/小时，火车司机看到皮球飞来的速度是多少？没错，80千米/小时，这是皮球相对于火车的运动速度。
而当火车撞击皮球时，它会将皮球反弹出去，火车司机看到皮球的反弹速度是80千米每小时（这是它撞击火车的速度）；
同时火车向前的速度是50千米/小时，火车将自己的动量传给了皮球，使皮球加速，这时候反弹回来的皮球相对于地面的速度是130千米/小时。
弹性碰撞与二者的速度以及质量有关系，很显然，你向一个骑自行车的人踢足球的效果会很不一样。
当然，朝火车扔任何东西都是犯法的。我们还可以从身边找到许多类似的弹性碰撞的例子，比如我们打球的时候，球与球拍之间就是弹性碰撞，球拍将动能传递给球，使它变向并加速。