物理萬有引力?同步衛(wèi)星之所以萬有引力=向心力=重力,是因?yàn)樗鼈冊谔囟ǖ能壍郎弦酝剿俾世@地球旋轉(zhuǎn),使得衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步,從而在地球表面的觀測者看來,衛(wèi)星似乎靜止在某個(gè)位置。這種特殊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要求衛(wèi)星受到的向心力正好等于萬有引力,也等于它所受的重力。重力在這里指的是地球?qū)πl(wèi)星的引力,那么,物理萬有引力?一起來了解一下吧。
我們分析物體受力是:重力和支持力,也就是說重力在數(shù)值上物體所受的支持力,萬有引力減去重力等于向心力,所以說重力是萬有引力的一個(gè)分力
萬有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大,它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越遠(yuǎn),它們之間的萬有引力就越小。
兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計(jì)算:F=GmM/r^2,即
萬有引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量,其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位
N·m2
/kg2。為英國科學(xué)家
卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測得。
萬有引力的推導(dǎo):若將行星的軌道近似的看成圓形,從開普勒第二定律可得行星運(yùn)動(dòng)的角速度是一定的,即:
ω=2π/T(周期)
如果行星的質(zhì)量是m,離太陽的距離是r,周期是T,那么由運(yùn)動(dòng)方程式可得,行星受到的力的作用大小為
mrω^2=mr(4π^2)/T^2
另外,由開普勒第三定律可得
r^3/T^2=常數(shù)k'
那么沿太陽方向的力為
mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2
由作用力和反作用力的關(guān)系可知,太陽也受到以上相同大小的力。從太陽的角度看,
(太陽的質(zhì)量M)(k'')(4π^2)/r^2
是太陽受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧?,由這兩個(gè)式子比較可知,k'包含了太陽的質(zhì)量M,k''包含了行星的質(zhì)量m。
分析:當(dāng)物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點(diǎn),由重力沿斜面向下的分力和最大靜摩擦力的合力提供向心力時(shí),角速度最大,由牛頓第二定律求出重力加速度,然后結(jié)合萬有引力提供向心力即可求出.解答:
物體在圓盤上受到重力、圓盤的支持力和摩擦力,合力提供向心加速度;可知當(dāng)物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點(diǎn),所受的靜摩擦力沿斜面向上達(dá)到最大時(shí),角速度最大,由牛頓第二定律得:
μmgcos30°?mgsin30°=mω2L
所以:g=ω2Lμcos30°?sin30°=4ω2L
A. 繞該行星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的萬有引力提供向心力,則:
GMmR2=mω2R=mg
所以:M=gR2G=4ω2R2LG.故A正確;
B. 這個(gè)行星的第一宇宙速度v1=gR???√=2ωLR???√.故B正確;
C. 不知道同步衛(wèi)星的高度,所以不能求出同步衛(wèi)星的周期。故C錯(cuò)誤;
D. 離行星表面距離為R的地方的萬有引力:F=GMm(2R)2=GMm4R2=14mg=mω2L;即重力加速度為ω2L.故D錯(cuò)誤。
故選:AB
環(huán)繞天體的重力
萬有引力
和向心力
其實(shí)是一個(gè)力的不同說法
任何兩個(gè)物體之間都有萬有引力,這是這個(gè)力的根源(來源)
對于一個(gè)在大天體上的物體而言,這個(gè)力就是作用在這個(gè)物體上的重力。
對于一個(gè)環(huán)繞大天體作圓周運(yùn)動(dòng)的物體而言,這個(gè)力是維持物體圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
物理的萬有引力公式主要由以下幾個(gè)關(guān)鍵部分組成:
萬有引力定律:F = G * m1 * m2 / r^2。這是描述兩個(gè)物體之間引力作用的基本公式,其中F表示兩個(gè)物體之間的引力,G是萬有引力常數(shù),m1和m2分別是兩個(gè)物體的質(zhì)量,r是它們之間的距離。這個(gè)公式表明,兩個(gè)物體之間的引力與它們的質(zhì)量乘積成正比,與它們之間的距離平方成反比。
天體表面的重力加速度:g = GM/R^2。這個(gè)公式用于計(jì)算天體表面的重力加速度,其中g(shù)是重力加速度,M是天體的質(zhì)量,R是天體的半徑,G是萬有引力常數(shù)。這個(gè)公式揭示了天體表面重力加速度與其質(zhì)量和半徑的關(guān)系。
衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)參數(shù):
速度:V = ^1?2。這個(gè)公式用于計(jì)算衛(wèi)星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的速度,其中V是速度,M是中心天體的質(zhì)量,r是衛(wèi)星到中心天體的距離,G是萬有引力常數(shù)。
以上就是物理萬有引力的全部內(nèi)容,1,萬有引力的一個(gè)分力起到重力的效果,另一個(gè)分力起到向心力的效果。2,在兩極極點(diǎn)處人隨地球自轉(zhuǎn)的半徑為0,也就是沒有圓周運(yùn)動(dòng),所以向心力為0。此時(shí)萬有引力等于重力。3,在赤道上萬有引力的方向恰好就是從人指向地球的球心,此時(shí)是萬有引力減去支持力提供向心力,而重力等于此時(shí)的支持力。內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng),信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。