万有引力在一般情况下的证明(详细)

作者&投稿:管全 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
万有引力是怎么被证明的~

万有引力的本质是什么?是如何产生的?


不用这麽麻烦,“牛顿苹果”事件知道吗?

universal gravitation

任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力,有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力 、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035 ,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为 1米的铁球 ,紧靠在一起时 , 引力也只有2.83×10-4牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。

万有引力的发现过程

在谈论万有引力发现的事件时,对於当时天文学及力学的发展情形也得有一些说明,才能了解当时代科学的背景,以及它是如何影响刺激牛顿发现万有引力。

牛顿的万有引力之简单涵义

牛顿并不是发现了重力,他是发现重力是「万有」的。每个物体都会吸引其他物体,而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。牛顿的万有引力定律说明,每一个物体都吸引著其他每一个物体,而两个物体间的引力大小,正比於这它们的质量,会随著两物体中心连线距离的平方而递减。牛顿为了证明只有球形体可把「球的总质量集中到球的质心点」来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分。然而不管距离地球多远,地球的重力永远不会变成零,即使你被带到宇宙的边缘,地球的重力还是会作用到你身上,虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖,但它还是存在。不管是多小还是多远,每一个物体都会受到重力作用,而且遍布整个太空,正如我们所说的「万有」。

量子力学的解释
我们知道,由光子是物质的基本粒子来看,物质的构成本身没有意义,如果物质不能够与环境中的其它光子信息相互作用,它就不能将自己的能量、存在形式、表达给自然界,自己就是以纯暗物质的形式存在,尽管自己的寿命表现为无限长久,但是对环境、对自己没有意义,只有它不断与环境的其它光子信息相互作用光子能量,才能将自己的能量、质量表现出来,自己的光子信息才能变化,自己才能由生长到死亡,才能有自己存在的意义;这就是说任何物质,只要它存在,它就会不断地与环境中的其它光子信息相互作用,这样,物质的存在,各种作用力的存在,事实上,是通过自己周围的光子信息场完成的。

如图所示,物质 A 存在,是物质 A 不断与环境作用光子信息能量,而表现自己的质量,当物质 B 存在的时候,由于 B 也要不断与环境的光子信息相互作用,这 B 就不同程度地影响了 A 周围的光子信息内容,从宏观的角度来看,是 B 挡住了来自 A 周围的光子信息,改变了 A 周围的光子信息场,从大的方面来看,是来自于左方的光子信息能量要多一些,来自于 A 的右方光子信息能量要少一些,宏观表现为 B 对 A 有一个作用力,这个作用力,是所有物质共有的,称为万有引力。

也可以说成是,由于 B 的存在,导致了 A 周围的光子信息力场的形状发生了变化,这个力场的形状发生了变化,本来没有 B 的时候,物体 A 是一种平衡状态,有了 B 以后,光子信息的力场发生了变化,物体 A 的作用力,由于平衡变成了不平衡,人们自然会说,这是物体 B 存在的结果,是物体 B 对 A 的作用力。

相对论的解释
其实引力是不存在的。或者说引力只是这种现象的一种解释而已。它不同于其他力。
“引力”其实是时空扭曲的表现,举一个二维的例子:一张绷直的橡皮筋网
1.放上两个质量不一,体积相同的球,网扭曲了
2.在1的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动,直线与(同一个)球的位置距离越近,轨迹弯区越大
3.在2的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动接近两个质量不等的球,直线与两个球的距离相同,经过质量大的球,轨迹弯区大

2跟3说明的现象与引力相似,而且也有质量越大、距离越小,引力越大

物体由于惯性沿直线运动,但在扭曲的空间运动,表现出来就是受到引力影响
事实上,引力扭曲的是四维时空。

还有一个例子:光经过大质量天体时会扭曲,但引力不能作用于光,所以解释就是光沿直线传播,在扭曲的时空中运动,就会扭曲。但光还是沿直线传播

因为我们平时所受到的万有引力就是地球引力,所以可以用地球的引力来证明。
具体如下:
用弹簧测力计分别测出一个钩码和两个钩码的重力(相同质量的钩码)。
很明显这两个重力不同,所以,便可证明重力与质量有关。因为重力是万有引力,所以,万有引力与物体质量有关。


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有引力作用,根据牛顿的万有引力定律,凡是具有质量的物体之间,都存在着相互作用的引力。但是由于空气的密度小,质量轻,所产生的引力在很多情况下甚至不能抵消分子间的运动力,所以一般情况下不考虑空气对其他物体的引力。

人与人之间会有万有引力吗?
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也就是说任何距离下都有这么大的比值,比如两个电子距离增大,万有引力变化与斥力变化成正比).这样的情况下万有引力完全可以忽略不计.因此该定理多用在天体之间的运动.以上资料引用自费曼的《物理定律的本性》一书.当r趋于零时物体就不能看做质点了,需要用二重积分来算物体间的引力 ...

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什么时候用万有引力,什么时候用重力
说明天体运动问题时用万有引力,而分析地面物体受力时(多指地球表面),一般用重力。特别的,当物体在地球南北极时,重力等于万有引力。详细解析:①只用重力的情况:地球上的物体都随着地球在自转,这便导致地球上的物体都存在一个向心力,所以万有引力必须分解为两个力,一个力维持物体随地球自转,另...

在地球表面的物体所受的万有引力和重力还有向心力之间又怎样的关系...
如果没有地球的自传,那么万有引力=重力。现在又自传,那么在地球赤道上 万有引力=重力+圆周运动的向心力 这个向心力很小,大约0.03N,所以一般情况下都可以认为。重力=万有引力 由于南北两极没有自传的影响,所以重力的确是等于万有引力

徐州市13041325617: 万有引力在一般情况下的证明(详细) -
油解马来: 因为我们平时所受到的万有引力就是地球引力,所以可以用地球的引力来证明. 具体如下: 用弹簧测力计分别测出一个钩码和两个钩码的重力(相同质量的钩码). 很明显这两个重力不同,所以,便可证明重力与质量有关.因为重力是万有引力,所以,万有引力与物体质量有关.

徐州市13041325617: 万有引力定律的证明 -
油解马来: 因为是成正比,所以甲物体质量不变,乙物体质量越大,引力越大,如果乙物体不变,甲物体质量越大,引力也越大.要满足在甲物体质量不变的时候,引力和乙物体质量成正比,又要满足乙物体质量不变的时候,引力和甲物体质量成正比,那引力只能是和甲乙物体质量的乘积成正比.

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油解马来: 在这里说明一下..事实上所谓的“力”只是提出的一个叫法. 事实上“力”是由于 空间扭曲 产生的.(这是我最近看爱因斯坦的宇宙论里面讲到的) 但现实生活中,在课堂上,我们依然用“力”来描述,大概是因为计算方便吧 至于你要的实例,也就是 像 人贴着地表行走啊、重锤下落啊 等等

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