Wysokość od powierzchni ciała niebieskiego na której znajduje się ciało, z której upada ono na powierzchnię po upływie czasu dla zaniedbywalnie małych wysokości, wyraża się wzorem:

gdzie jest przyspieszeniem grawitacyjnym występującym na powierzchni ciała niebieskiego. Wzór ten jest tym bardziej prawdziwy dla różniczek wysokości i czasu , gdyż różniczka wysokości dąży do 0, a więc jest więc zaniedbywalnie mała

Podstawiając za powyższy wzór do otrzymanej zależności wynikającej z twierdzenia Pitagorasa, otrzymujemy:

Od obu stron równania odejmujemy

W ruchu jednostajnym, prędkość jest pochodną przebytej drogi po czasie

Obie strony równania podnosimy do kwadratu

Podstawiając za powyższy wzór, otrzymujemy:

Ponieważ więc Ostatecznie otrzymujemy:

Pierwiastkujemy obie strony równania

Wartość przyspieszenia grawitacyjnego wyznaczyć można z zależności:

gdzie: – stała grawitacji – masa ciała niebieskiego.

Podstawiając za powyższą zależność, otrzymujemy ostatecznie wzór na pierwszą prędkość kosmiczną

Przykładowe wartości I prędkości kosmicznej Ziemia: Księżyc: Słońce:

Druga prędkość kosmiczna