万有引力公式总结
1. 物理万有引力基本公式
万有引力的计算公式及“暗物质”的近似计算方法志勰简介:本文从原理上说明白物质对万有引力屏蔽的属性,万有引力定律的局限性,提出了新的天体万有引力公式,解释了暗物质的来源问题。
关键词:万有引力万有引力穿透距离暗物质一、引言天体质量特别浩大,我们在得到天体质量的过程中,总需要引入一个基本的已知质量来从天体的关系中得到天体质量,这个已知质量归根结底我们是通过万有引力计算公式和牛顿运动定律来实现的。通常这个已知质量我们采纳地球或者太阳的质量。
地球的质量是通过万有引力公式来得到的,即其中G为万有引力常数。虽然从数学原理上我们可以得到完善的平方反比规律,但是从物理原理上却存在某种缺陷。
下面我们将争论物理原理上的这种缺陷所带来的影响。二、万有引力公式的缺陷点源作用在满意如下的物理条件下:(1)物质对外界的作用可以当作一个点源处理。
(2)物质对外界的作用在空间的延长过程中可以当作各向同性。(3)物质对外界的作用在延长过程中其总量没有损耗。
点源作用的距离平方反比规律是严格成立的①。在这样的前提下,严格的数学证明是有效的。
我们可以采纳积分与微分的方法得到任意外形任意体积的作用公式。万有引力公式在这种意义上是严格成立的。
然而,在物理世界中却无法满意第三个条件,这打算万有引力公式只在数学上存在完善的距离平方反比的形式,在物理世界的实际作用过程中,只能得到某种条件下近似的形式。物体存在阻挡其它物体穿过的特性,由于不能穿过,所以物体之间才会发生碰撞。
作用源对外供应的作用也不例外,都会由于被障碍体的障碍而衰减,这一点在各类波的传递过程中都得以确证。对于机械波,介质传递的是动量,对于电磁波和光波,传递的是场的作用。
都会存在介质对作用的汲取状况。任何物体都具有的万有引力,在万有引力对外作用传递过程中也应当考虑这种传递过程中的衰减。
首先我们先确定一下引力的传递方向,物体间所遭到某个物体的引力作用都会是这两个物体的重心连线,采纳微分的方法就会得到引力的直线传播。其次,万有引力作用能不能穿透物质实体的最微小单元——基本粒子。
我们没有任何理由做万有引力可以穿透基本粒子的结论,同样,我们也没有理由做这样的假设。如图:把万有引力微分到每一个微观的个体,就会落实到微观粒子的质子、中子、电子的实体上。
假设一个物质点引力源粒子沿某一个方向的引力作用严格恪守距离平方反比规律,在引力传递的方向上存在粒子A、B、C三个障碍粒子。引力源所发出的引力作用会作用在障碍A上,该引力源发出的引力作用不能穿透障碍A粒子并和障碍A粒子发出的引力作用叠加,而只能在没有障碍粒子的空间里构成引力叠加,同时障碍A粒子发出引力作用。
障碍A粒子发出的引力作用在遇到障碍粒子B,也是同样的过程。障碍C也以此类推。
同时,全部粒子发出的引力作用在没有障碍的空间里叠加。在最外层箭头处的引力作用只要障碍C的引力作用,该直线上其它粒子发出的引力作用都被最终的障碍C粒子屏蔽了。
在做上述推断的过程中,有一个前提,就是质点发出的引力不能穿透基本粒子,并且引力沿直线传播。我们可以看到在物质世界中浩大的物体间抱负的严格的距离平方反比规律是不存在的,物质世界无法满意第三条--物质对外界的作用在延长过程中其总量没有损耗。
严格的理论上引力的距离平方反比定律只满意于两个质点间的作用。衰减掉的万有引力作用参加了衰减物质体和引力源物质体间的万有引力作用,并不是凭空消逝。
在理论上没有引力作用传递过程的衰减,就不会存在质体间的万有引力作用。三、万有引力计算公式中的质量问题由于不能满意第三个物理条件,那么现有的万有引力公式对于浩大天体间的引力就次要
是数学的价值和意义了,我们依据这个抱负的引力距离平方反比规律可以得到有用的天体引力公式途径。
我们晓得,万有引力公式被卡文迪许(Cavendish)扭称试验以及地谷(Tycho Brahe)、开普勒(Johannes Kepler)等大量的天文观测所证明。我们如何处理这个客观观测检验和理论的冲突问题呢?对于质量小的物体之间的引力,我们可以近似采纳万有引力公式,,
两个物体之间的引力作用是近似成立的。
但对于地球、太阳乃至恒星天体,从万有引力的作用形式上则不能看作距离平方反比关系的近似。就拿地球来说,有上万千米的直径,而对于太阳就要139万千米的直径了,更浩大的恒星其直径也就更大了。
假如我们将对万有引力在传递过程中参加引力的作用被汲取的状况考虑进去,那么天体的万有引力公式则必需修改,如图:地球蓝的物质由于红物质的屏蔽,其物质的万有引力作用不能穿透红的部分,和月球实际发生万有引力作用的则是红的物质。我们所采纳的计算月球和地球的万有引力公式实际上只采纳了地球的部分质量(红部分质量),那么天体在实际的计算中,其质量要远小于天体的真实质量。
假设地球和月球的万有引力都有一个确定的穿透距离。并且万有引力穿透距离远小于地球和月球的半径,参加引力的体积采纳视面积。
2. 高一下物理万有引力全部相关公式
给你两套总结,请选用:一、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=2
π(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供应,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转于赤道上空,运转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放射速度均为7.9km/s.二、万有引力 13.开普勒第肯定律的内容是全部的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳在椭圆轨道的一个
焦点上.第三定律的内容是全部行星的半长轴三次方跟公转周期的平方的比值都相等,即 14.地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,则其间存在的一个常用的关系是 .(类比其他星球也适用)15.第一宇宙速度(近地卫星的环绕速度)的表达式,大小为,它是放射卫星的最小速度,也是地球卫星的最大环绕速度.随着卫星的高度h的添加,v减小,减小,a减小,T添加.16.其次宇宙速度(脱离速度),这是使物体脱离地球引力束缚的最小放射速度.17.第三宇宙速度(逃逸速度),这是使物体脱离太阳引力束缚的最小放射速度.18.对于太空中的双星,其轨道半径与本身的质量成反比,其环绕速度与本身的质量的质量成反比.。
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