万有引力公式 万有引力的公式

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-26
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a<>b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.

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 N·m2 /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。   当在某星球表面作圆周运动时,可将万有引力看作重力,既有mg=(GmM)/(r^2) ,此时有GM=g(r^2),为黄金代换公式。且有mrω^2=mr(4π^2)/T^2=mg。(此结论仅用于星球表面)

F=GMm/R^2 这个使用范围很广知道中心天体和自身速度,还有旋转半径之后就可以了
F=w^2MR 角速度 自身质量和旋转半径
F=V^2Rm 线速度 自身质量和旋转半径
F=ma向心加速度 自身质量
F=mg(只适用于在中心天体表面)
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.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg; g=GM/R2{R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}
4.卫星绕行速度、角速度、周期: V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2; T=2π(r3/GM)1/2 {M:中心天体质量}
5.第一(二、三)宇宙速度 V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s; V2=11.2km/s;
V3=16.7km/s
6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径}
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s

1、万有引力计算公式:F=G Mm/r²,
2、含义: 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 6.67×10ˆ-11 单位 N·m²/kg²。

牛顿的重力计算公式(F=GMm/r2)本身非常简单,但它的推导过程却很少有人知道。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物体之间。这两个物体可以是有质量的任意物体,与它们自身的物理特性无关。
  第一步:设有两个质心间距离为r的物体,质量分别是M1和M2。定义这两个物体各自的质量场密度分别为D1=M1/4πr2。D2=M2/4πr2。
  第二步:用g1表示M2相对M1自由落体运动的重力加速度,用g2表示M1相对M2的重力加速度。那么,根据牛顿第二运动定律,这两个物体之间重力大小的数值为:F=M2g1=M1g2。因为从第一步中可以知道:M1=4πr2D1,M2=4πr2D2,所以,可以得到:4πr2·D2·g1=4πr2·D1·g2,化简得D2·g1=D1·g2。从这个结果可以得到的结论是:g1/D1=g2/D2=g/D=Gm。这个比值是一个常数,用Gm来表示。
自由落体公式003.jpg
  第三步:从以上第二步(Gm=g/D)中得重力加速度的计算公式为:g=GmD。根据牛顿第二运动定律F=ma得,重力计算公式为:F=mg=mGmD。F=mGmD是一个与牛顿公式不同的重力计算公式,这个公式可以直接被用来计算重力。例如,计算地球表面的重力大小,只要先计算出地球表面的质量场密度D=M/4πr2,其中M是地球的质量,r是地球的半径,然后算出地球表面的重力加速度g=GmD,那么任何质量m物体的重力就可以通过F=mg计算出来了。
  根据需要,可以从F=mGmD中推导出牛顿的重力公式(F=GMm/r2)。从上述第三步中已知:g=GmD,又已知牛顿的重力加速度计算公式为:g=GM/r2。其中G是牛顿引力常数。把这两个等式连接起来得:GmD=GM/r2。因为D=M/4πr2,所以得:Gm(M/4πr2)=GM/r2。等式两边同时把相同因子(M/r2)约掉,得:Gm/4π=G。等式两边同时乘以4π得:Gm=4πG。把这个式子带入到新重力计算公式中得:F=mGmD=m(4πG)D。因为D=M/4πr2,所以,F=4πmGD=4πGMm/4πr2=GMm/r2。这样就得到了牛顿的重力计算公式:F=GMm/r2。
  同样,从牛顿的重力计算公式F=GMm/r2也可以推导出新重力计算公式F=mGmD。从上面已知:G=Gm/4π。把这个式子带入牛顿重力公式得:F=GMm/r2=(Gm/4π)Mm/r2。因为D=M/4πr2所以,F=mGm(M/4πr2)=mGmD。

万有引力的公式?~

2、高中物理必修二天体运动:推导万有引力公式

本视频主要介绍了万有引力的公式,与在公式发现过程中的许多物理学家做出的努力,尤其是我们要跟着牛顿的足迹来认识一下万有引力的公式


#鲁平民# 万有引力的计算公式
(17865131922): 万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律. 万有引力定律是牛顿在1687年于《数学原理》上发表的.定律指出: 两物体间引力的大小与两物体的质量的乘积成正比,与两物体间距离的平方成反比,而与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关. 用公式表示为:F=G*M1M2/(R*R) (G=6.67*10^-11N•m^2/kg^2) 可以读成F等于G乘以M1M2除以R的平方商 更加严谨的表示是如下的矢量形式: 其中: 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

#鲁平民# 有关万有引力的计算公式 - 作业帮
(17865131922):[答案] 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...

#鲁平民# 谁帮我推一下万有引力的所有公式啊,谢谢、 -
(17865131922): 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 N·m2 /kg2.为英国科学家 卡文迪许...

#鲁平民# 万有引力的公式?
(17865131922): F=Gm1m2/R^2

#鲁平民# 万有引力公式是啥
(17865131922): 万有引力定律:F=G(m*M/r*r) F为两物体之间的引力, G为万有引力常数,约等于6.67*10^(-11)(意思就是6.67乘10的负13次方) m和M分别是两物体的质量, r为两物体之间的距离

#鲁平民# 万有引力公式是什么
(17865131922): 万有引力F=GmM/r^2

#鲁平民# 万有引力公式是多少? -
(17865131922): F=(GMm)/R^2

#鲁平民# 万有引力定律公式是什么
(17865131922): 万有引力全部提供向心力 则 GMm/R²=mv²/R=mω²R=m4π²/T²·R 注意 R指的是轨道半径! 还有,说的一般点 星球表面物体的重力近似等于万有引力 则 GMm/r²=mg 推出黄金代换公式 ,GM=gr² 注意:这里的r指的是星球本身的半径,g指的是星球表面的重力加速度!

#鲁平民# 万有引力公式
(17865131922): F=GMm/R2=MV2/R=mrω^2=mr(4π^2)/T^2=mg

#鲁平民# 高中物理万有引力的有关公式 -
(17865131922): 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.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2...