1、一个质量为m的物体具有速度v，则它具有的动能为mv^2/2。假设无穷远地方的引力势能为零(应为物体距离地球无穷远时，物体受到的引力势能为零，所以这个假设是合理的)，则距离地球距离为r的物体的势能为-mar(a为该电物体的重力加速度，负号表示物体的势能比无穷远点的势能小)。又因为地球对物体的引力可视为物体的重量，所以有GmM/r^2=ma，即a=(GM)/r^2.
所以物体的势能又可写为-GmM/r，其中M为地球质量。设物体在地面的速度为V，地球半径为R，则根据能量守恒定律可知，在地球表面物体动能与势能之和等于在r处的动能与势能之和，即mV^2/2+(-GMm/R)=mv^2/2+(-GmM/r)。
当物体摆脱地球引力时，r可看作无穷大，引力势能为零，则上式变为mV^2/2-GmM/R=mv^2/2.
显然，当v等于零时，所需的脱离速度V最小，即逃逸速度V=2GM/R开根号，
又因为GMm/R^2=mg,所以V=2gR开根号，
另外，由上式可见逃逸速度(第二宇宙速度)恰好等于第一宇宙速度的根号2倍。
其中g为地球表面的重力加速度，其值为9.8牛顿/千克。地球半径R约为6370千米，从而最终得到地球的脱离速度为11.17千米/秒。
不同天体有不同的逃逸速度，脱离速度公式也同样适用于其他天体。
