万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用.它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关.物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小. 两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算:F=GmM/r^2,即
万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方.其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位 /kg2.为英国科学家 卡文迪许通过扭秤实验测得. 万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即: ω=2π/T(周期) 如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为 mrω^2=mr(4π^2)/T^2 另外,由开普勒第三定律可得 r^3/T^2=常数k' 那么沿太阳方向的力为 mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2 由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力.从太阳的角度看, (太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2 是太阳受到沿行星方向的力.因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m.由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力. 如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为 万有引力=(GmM)/(r^2) 两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑.比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用.在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去. 其实我们还有另外一种不用开普勒定律的推导方法,这种方法适合万有引力,点电荷作用力,点能量辐射强度变化。 如果以作用因子的辐射源为原点,在立体空间中,到这个原点距离为r的点的集合构成一个球面,球面积S=4πr²,辐射源辐射出来的辐射因子到达球面时,其辐射总量不会因为r的大小而发生变化,如果以B为强度,就有|B|S=|B`|S`=|B``|S``=总辐射量,S和B成反比例关系,因为S=4πr²,所以就有|B|4πr²=|B`|4πr`²=|B``|4πr``²=辐射总量,对于万有引力来说,引力因子(时空扭曲因子)的辐射总量和质量M正比关系,对于电荷作用力来说,与电荷量成正比,B4πr²=KM,有B=KM/4πr²,K是常数,令K/4π=G,有B=GM/r²。
如果求M对距离为r的m的作用力F,就有F=Bm=GMm/r²,B等同于a,是一个加速度,所谓加速度就是物质运动状态的变化强度。 点电荷间的作用力也可以同理来求。 http://blog.sina.com.cn/s/blog_55fe42790102wk19.html |
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