万有引力公式适用的条件不是两物体视为质点吗?怎么地球表面的物体受到的引力也可以用呢,地球不是很大吗
万有引力
万有引力是指任意两个质点在连心线方向上相互吸引的力,牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》中提出了著名的万有引力定律:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引,该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。以数学表示为:F=Gm1m2/r^2
F: 两个物体之间的引力,G: 万有引力常数,m1: 物体1的质量,m2: 物体2的质量,r: 两个物体之间的距离
重力
重力是指地球表面的物体因地球的吸引而受到竖直向下(除赤道和两极外并不指向地心)的力叫。
向心力
向心力是当物体沿着圆周或者曲线轨道运动时,指向圆心(曲率中心)的合外力作用力。向心力是从这种合外力作用所产生的效果而命名的,这种效果可以由弹力、重力、摩擦力等任何一力而产生,也可以由几个力的合力或其分力提供。
如下图,地球表面的物体m受地球吸引而产生万有引力F=GMm/R^2,指向球心O(这里将地球视为质量分布均匀的标准的球体,其质心位于球心)。倘若地球表面物体是静止的,物体受到重力与万有引力相同。事实上我们知道,地球上的物体均随着地球绕着地轴(N-S)自转(角速度w),因此万有引力F的一个分力提供物体m绕O'做匀速圆周运动的向心力F'=mw^2R',万有引力另一个分力则为物体所受重力。由于地球自转角速度很小,维持物体自转的向心力也很小,因而物体所受重力略小于万有引力,并且随着纬度增加而增加。在两级,重力与万有引力相同。
万有引力计算公式:F=GMm/(R^2)
在中点时:物体受到引力为 F1=2G(m^2)/((R/2)^2)
不在中点时,设它离两个星体的距离分别为a,b,则有 F2=G(m^2)/(a^2)+G(m^2)/(b^2),而且有 a+b=R 经过简单的化简,比较F1与F2大小的问题就变为:
比较 8/(a+b)^2 与 1/(a^2)+1/(b^2) 的大小.
其中, 根据均值不等式,很容易得到 8/(a+b)^2<=8/(2根号ab)^2=2/(ab)
1/(a^2)+1/(b^2)>=2/根号(a^2)(b^2))=2/(ab)>=8/(a+b)^2
只有当a=b时取等号,就是它在两星体中间时才有F1=F2
当ab时,总有 F2>F1 它受到的万有引力变大了.,它越接近其中的一个星体,受到的引力就越大,这是定性的结论.
质量球对称分布就是,距离球心各个相等距离处(不论哪个方向))的密度都相同,不同距离处的密度可以不等(也可以相等,那样就是均匀分布了)。比如,地球的各个地方的地壳距离地心都大致相等,这里的密度也都大致相等;同样深度的地幔或地核出的密度也都大致相同。严格来说,地球也不是“质量球对称分布的球体”的物体,它只是相当近似罢了,所以,在精度要求高时,也不能将地球视为质点。
万有有力公式只适用于质点或质元(体积极小、质量也极小的物体的小单元),当计算有限体积的物体与某个质点间的万有引力时,一般的方法都是,先将物体分成无数个质元,每个质元与质点间的引力可直接使用万有有力公式,把这样得到的无数个不同大小及方向的小小引力统统加起来(这在数学上就是积分)才是物体与质点间的万有引力。质量球对称分布的球体与此球体以外的某个质点间的万有引力最开始也是用积分算的,算后才知道将那个球体可视为质点后直接使用万有引力公式计算(当初牛顿为了证明这一点花了十多年的时间,也为此发明了积分运算)。BTW,质量球对称分布的球壳与此球壳内部任意位置处的某个质点间的万有引力,用积分算的结果都是零!
万有引力公式适用的条件是两物体视为质点,地球表面的物体受到的引力也可以用,地球虽然很大,但计算引力时,是按地球质量计算的,即把地球看成质点。
如果你会积分,你会发现对于质量均匀的球和球壳,对球外物体的引力大小可以视为位于球心的质点对受力物体的引力;而均匀球壳对球壳内部的物体引力大小为0
F=Gm1*m2/r^2,这个原始公式是适用于两个质点。
一个物体是否可看作质点与它本身的大小没有关系,而是与它本身的大小在所研究的问题里面影响有多大。比如研究地球自传,它就不能看成质点,但是研究太阳对地球的吸引力,由于地日距离比地球半径大得多,所以可以把地球看成质点。
由于万有引力是平方反比引力,所以可以证明,对于均匀规则的物体,可以用质量相等的质点来代替物体计算它对其他物体的万有引力。当然另外一个物体不能在这个物体里面。
上到大学你就会完全明白的
万有引力计算公式的g等于多少?
1、2、万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适的万有引力定律表示如下:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。3、公式表示:F:两个物体之间的引力(...
高中物理天体运动几个公式的适用条件?
GMm\/R^2 = mg 是否对近地卫星适用?是否对较远的卫星适用?答:不要把这个理解成公式!! 左边的是经典万有引力公式,代入引力常数G,地球质量M和半径R,可以推出右边表达式mg, 因为GM\/R^2 就是 g =9.8 m\/s2。万有引力公式对近地卫星或更远的天体都适用,它是依据开普勒定律得来的。GMm\/R^...
万有引力公式及其变形公式
这个公式可以用来计算在已知引力F、质量m1和m2的情况下,两个物体之间的距离r。3.引力公式:F=G*(m1+m2)\/r^2 这个公式是万有引力定律的标准形式,它描述了两个物体之间的引力与它们的质量和距离的关系。万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律。它适用于地球上的物体之间的引力计算,也...
万有引力的公式
由于这个公式的来源很不明确,所以几乎见不到介绍简单推导过程的文献。因此有人认为这个公式并不是牛顿推导出来的,而是他凭经验猜出来的。也因此而遗留下很多问题。例如:怎样才能简单推导这个公式?为什么在这个公式中会用到平方反比定律?公式中常数G的物理意义是什么?等等。先决条件:重力必定产生在两个...
万有引力的公式是什么?
万有引力:1、开普勒第三定律:T2\/R3=K(=4π2\/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)} 。2、万有引力定律:F=Gm1m2\/r2 (G=6、67×10-11N•m2\/kg2,方向在它们的连线上) 。3、天体上的重力加速度:GMm\/R2=mg;g=GM\/R2 {R:天体...
关于万有引力 万有引力的适用范围是什么? 为什么在r趋近于0时,它就不...
然而,当距离r趋近于0时,万有引力定律就不适用了。这是因为万有引力是根据牛顿引力定律进行推导的,而牛顿引力定律是基于两个点状质量间的引力而得出的,这意味着它适用于描述物体之间的相互作用,而非物体内部的作用。因此,当距离r趋近于0时,两个质点的距离不再是它们之间的距离,而是它们内部的距离...
有关引力的所有公式
万有引力计算公式:F=GMm\/(R^2)在中点时:物体受到引力为 F1=2G(m^2)\/((R\/2)^2)不在中点时,设它离两个星体的距离分别为a,b,则有 F2=G(m^2)\/(a^2)+G(m^2)\/(b^2),而且有 a+b=R 经过简单的化简,比较F1与F2大小的问题就变为:比较 8\/(a+b)^2 与 1\/(a^2)+1\/(b^2)...
万有引力七个公式是什么呀?
万有引力七个公式:T2\/R3=K(=4π2\/GM)、F=Gm1m2\/r2、GMm\/R2=mgg=GM\/R2。V=(GM\/r)1\/2、ω=(GM\/r3)1\/2、1\/2=(GM\/r地)1\/2=7.9km\/s、F=G Mm\/r。在万有引力七个公式,考试公式的选择中其实非常简单。G表示万有引力常量大M表示中心天体的质量,小m表示圆周运动天体的...
有引力常量的公式一般都用来求什么
万有引力常量 G=6.67x10^-11N.m^2\/kg^2 根据 GMm\/r^2=mg=mv^2\/r=m4π^2r\/T^2 已知 运动周期T 轨道半径,中心天体的半径,求卫星的线速度V,中心天体的质量M,密度ρ,和卫星的向心加速度(重力加速度g)
如何理解引力势能公式中的GMm\/ r
1、引力势能公式微积分推导过程如下图,mgh适合地面上g不变化的情况,而GMm\/r适用于太空。2、引力势能公式普通推导过程如下:在太空中所受的万有引力 相当于人在地球上所受的重力一般,是一个保守力(做功只与初末位置有关)然后我们假设在太空中有这样的两个星体AB,质量分别为M1,M2,相距r1。当B...
徐飘盐酸:[答案] F=Gm1*m2/r^2,这个原始公式是适用于两个质点.一个物体是否可看作质点与它本身的大小没有关系,而是与它本身的大小在所研究的问题里面影响有多大.比如研究地球自传,它就不能看成质点,但是研究太阳对地球的吸引力,由于...
泾源县17658633851: 地球表面的物体适用于万有引力公式吗?如果适用,那么:(“万有引力公式只适合于两个可以看做质点的物即,物体(原子)的自身半径相对两者的间距可... - ?
徐飘盐酸:[答案] 如果两物体是球形的不管多大 距离多近 那这公式都是适用的 距离就是球心的距离 如果不是球形的没有球心,那只能把物体看成个个“小球”组成的计算个个小球的引力 再 ...
泾源县17658633851: 牛顿的万有引力公式F=(Gm1m2)/r^2适用于任何两个物体间吗?对于所有物体牛顿的万有引力公式F=(Gm1m2)/r^2都适用吗? - ?
徐飘盐酸:[答案] 不是: 适用条件是两个质点之间 当然,实际情况下,如果物体间的距离和物体大小相比,大小可以忽略就可以了.而且对球形物体来说,r是指球心的距离.
泾源县17658633851: 万有引力是否适用于任何物体间?当两物体无限接近时万有引力是否为可能为无限大? - ?
徐飘盐酸:[答案] 万有引力只是用于可看作质点的物体之间,如果两个物体可看作质点,就要求离得绝对的远,比如太阳和地球,要是看做质点,日地间的距离要相对较远,如果近了,就不可看做两个质点,万有引力也就不适用了. 所以说: 1.万有引力只适用于可看...
泾源县17658633851: 关于万有引力定律的适用范围,下列说法中正确的是() A.只适用于天体,不适用于地面物体 B. - ?
徐飘盐酸: A、万有引力定律既适用于天体,也适用于地面物体.故A错误. B、万有引力定律适用于其他形状的物体.故B错误. C、万有引力定律适用于质点,也适用于实际物体.故C错误. D、万有引力定律的适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力.故D正确. 故选D.
泾源县17658633851: 牛顿的万有引力公式F=(Gm1m2)/r^2适用于任何两个物体间吗? - ?
徐飘盐酸: 不是: 适用条件是两个质点之间 当然,实际情况下,如果物体间的距离和物体大小相比,大小可以忽略就可以了.而且对球形物体来说,r是指球心的距离.
泾源县17658633851: 只有可以看做质点的两物体间才可用万有引力公式计算吗? - ?
徐飘盐酸: 不一定,比如均匀两球体之间的引力也可以用万有引力公式计算.
泾源县17658633851: 万有引力定律不是只适用于两个质点间吗,为什么质量均匀而不为质点的球体间也可用万有引力定律? - ?
徐飘盐酸: 只要两个物体间距离大到可以忽略物体本身大小的时候就可以把物体当做质点,来运用万有引力定律公式,任何两个物体间都存在万有引力,而万有引力定律公式要在质点或可看成质点的情况下才能运用.
泾源县17658633851: 万有引力定律适用于任何两个物体之间吗 - ?
徐飘盐酸: 经典万有引力定律反映了一定历史阶段人类对引力的认识,在十九世纪末发现,水星在近日点的移动速度比理论值大,即发现水星轨道有旋紧,轨道旋紧的快慢的实际值为每世纪42.9″.这种现象用万有引力定律无法解释,而根据广义相对论计...
泾源县17658633851: 关于万有引力和万有引力定律理解正确的有 A.不可能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力 B. - ?
徐飘盐酸: B试题分析:任何物体之间都存在万有引力,选项A错误;由万有引力公式可知选项B正确;万有引力的使用条件是两者看做质点,当距离趋近于零时,两物体不再看做质点,万有引力不再适用,选项C错误;引力常量是卡文迪许测量出的,选项D错误;故选B 点评:本题难度较小,熟记万有引力定律适用条件