搜索
写经验 领红包

万有引力在天文学的应用(万有引力在天体运行中有什么作用)

导语:天文学专栏:万有引力的研究

天文学专栏:万有引力的研究

万有引力定律(law of universal gravitation)物体间相互作用的一条定律,1687年为牛顿所发现。任何物体之间都有相互吸引力,这个力的大小与各个物体的质量成正比例,而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量,r表示它们间的距离,则物体间相互吸引力为F=(Gm1m2)/r^2,G称为万有引力常数。

天文学专栏:万有引力的研究

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=G·m₁·m₂/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^-11 N·㎡ /kg^2,为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。

天文学专栏:万有引力的研究

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。

天文学专栏:万有引力的研究

在人类航天事业兴起之前,万有引力早已被应用于宇宙天体的研究。重力虽然早被发现,但是重力的研究进入宇宙这个领域,是航天科学带领的。从地面出发进行的宇宙航行的路上,物体受的重力要发生巨大变化。到达目标天体或人造天体后,物体受的重力也会与地球上有很大区别。要考虑人如何耐受体重的巨大变化,要研究支撑物如何承受物体重量带来的压力的巨大变化。但是重力的研究难于万有引力。至今重力的定义只停留在地面附近,重力的概念也没有深入本质。重力研究停留在下面的小范围之内。

天文学专栏:万有引力的研究

重力,就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。但是需要注意的是,因为地球在自转,除了在南极北极端点,在地球上任意一点的物体,其重力并不等于万有引力。此时可看作绕地球的向心力和重力合成万有引力(矢量和—平行四边形法则)。由于绕地球自转的向心力远小于重力,故一般就认为重力就略等于万有引力了,其实重力是略小于万有引力的,只有在南北极物体绕地球自转的向心力为零时,重力才等于万有引力。重力和万有引力的方向不同,重力是竖直向下,万有引力是指向地心,竖直向下和指向地心是不同的,不能混淆。

本文内容由快快网络小林整理编辑!