❶ 引力常量是怎麼測出來的
應該強調的是,在牛頓得出行星對太陽的引力關系時,已經滲入了假定因素。
卡文迪許(Henry Cavendish)在對一些物體間的引力進行測量並算出引力常量G後,又測量了多種物體間的引力,所得結果與利用引力常量G按萬有引力定律計算所得的結果相同。
所以,引力常量的普適性成為萬有引力定律正確的見證。
這是一個卡文迪許扭秤的模型。這個扭秤的主要部分是這樣一個T字形輕而結實的框架,把這個T形架倒掛在一根石英絲下。
若在T形架的兩端施加兩個大小相等、方向相反的力,石英絲就會扭轉一個角度。力越大,扭轉的角度也越大。
反過來,如果測出T形架轉過的角度,也就可以測出T形架兩端所受力的大小。先在T形架的兩端各固定一個小球,再在每個小球的附近各放一個大球,大小兩個球間的距離是可以較容易測定的。
根據萬有引力定律,大球會對小球產生引力,T形架會隨之扭轉,只要測出其扭轉的角度,就可以測出引力的大小。
卡文迪許用此扭秤驗證了牛頓萬有引力定律,並測定出引力常量G的數值。這個數值與近代用更加科學的方法測定的數值是非常接近的。
北京時間2018年8月30日凌晨,《自然》雜志刊發了中國科學院院士羅俊團隊最新測G結果,該團隊歷經30年艱辛測出了截至目前國際上最高精度的G值。
G值的測量原理早已十分明確,但測量過程卻異常繁瑣、復雜。在一種測量方法中,往往包含近百項的誤差需要評估。
本次實驗中,為了增加測量結果的可靠性,實驗團隊同時使用了兩種獨立的方法,分別是扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法。
❷ 兩物體間引力如何算物理
GMm/(r*r)
G為萬有引力常數,M,m分別為兩物體的質量,r為距離。G=1.67*10的負十一次方。
❸ 求物理萬有引力公式
樓上的簡直像是沒上過學的,連萬有引力定律都能記錯
萬有引力定律:兩質點之間萬有引力大小與兩質點質量乘積成正比,與兩質點之間距離的平方成反比,方向沿兩者連線,相互吸引。
寫成數學表達式就是:F=Gm1m2/r^2,其中m1和m2分別是兩質點質量,r是它們之間的距離,G是一個物理常數。
❹ 求高中物理萬有引力的所有公式及定理
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質量無關,取決於中心天體的質量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
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.地球同步衛星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
任何兩個物體之間都存在這種吸引作用。物體之間的這種吸引作用普遍存在於宇宙萬物之間,稱為萬有引力。又名引力相互作用或重力相互作用。在一般使用上,常亦稱為重力。
萬有引力是由於物體具有質量而在物體之間產生的一種相互作用。它的大小和物體的質量以及兩個物體之間的距離有關。物體的質量越大,它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越遠,它們之間的萬有引力就越小。
兩個可看作質點的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計算:F=GmM/r^2,即 萬有引力等於引力常量乘以兩物體質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11次方單位 N·m2 /kg2。為英國科學家 卡文迪許通過扭秤實驗測得。
萬有引力的推導: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動的角速度是一定的,即:
ω=2π/T(周期)
如果行星的質量是m,離太陽的距離是r,周期是T,那麼由運動方程式可得,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k'
那麼沿太陽方向的力為
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,
(太陽的質量M)(k'')(4π^2)/r^2
是太陽受到沿行星方向的力。因為是相同大小的力,由這兩個式子比較可知,k'包含了太陽的質量M,k''包含了行星的質量m。由此可知,這兩個力與兩個天體質量的乘積成正比,它稱為萬有引力。
如果引入一個新的常數(稱萬有引力常數),再考慮太陽和行星的質量,以及先前得出的4·π2,那麼可以表示為
萬有引力=GmM/r^2
兩個通常物體之間的萬有引力極其微小,我們察覺不到它,可以不予考慮。比如,兩個質量都是60千克的人,相距0.5米,他們之間的萬有引力還不足百萬分之一牛頓,而一隻螞蟻拖動細草梗的力竟是這個引力的1000倍!但是,天體系統中,由於天體的質量很大,萬有引力就起著決定性的作用。在天體中質量還算很小的地球,對其他的物體的萬有引力已經具有巨大的影響,它把人類、大氣和所有地面物體束縛在地球上,它使月球和人造地球衛星繞地球旋轉而不離去。
重力,就是由於地面附近的物體受到地球的萬有引力而產生的。但是需要注意的是,除了在南極北極端點,重力並不等於萬有引力。此時可看作繞地球的向心力和重力合成萬有引力。
任意兩個物體或兩個粒子間的與其質量乘積相關的吸引力。自然界中最普遍的力。簡稱引力,有時也稱重力。在粒子物理學中則稱引力相互作用和強力、弱力 、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種,兩個質子間的萬有引力只有它們間的電磁力的1/1035 ,質子受地球的引力也只有它在一個不強的電場1000伏/米的電磁力的1/1010。因此研究粒子間的作用或粒子 在電子顯微鏡和加速器中運動時,都不考慮萬有引力的作用 。一般物體之間的引力也是很小的,例如兩個直徑為 1米的鐵球 ,緊靠在一起時 , 引力也只有1.14×10^(-3)牛頓,相當於0.03克的一小滴水的重量 。但地球的質量很大,這兩個鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力 。所以研究物體在地球引力場中的運動時,通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽和地球的質量都很大,乘積就更大,巨大的引力就能使龐然大物繞太陽轉動。引力就成了支配天體運動的唯一的一種力。恆星的形成,在高溫狀態下不彌散反而逐漸收縮,最後坍縮為白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由於引力的作用,因此引力也是促使天體演化的重要因素。
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。
❺ 高一物理 萬有引力公式!!!!!!
你可以這樣理解
首先,你說的「關系應該是 F∝m/r^2」這句話是對的, 但這只是針對一個物體來看的,假如我們把地球質量看作是m 太陽質量看作是M 那麼由你上面求出來的式子就可以得到F∝m/r^2和F∝M/r^2 地球與太陽的距離和太陽與地球的距離必然是一樣的,所以r相等。那麼就可以得到F跟m M都成正比,也就有了F∝m'M/r^2。 這個式子不是推導出來的,舉個例子來說吧。如果a與b成正比,a與c也成正比,那麼a與bc是不是就成正比呢?這個也是同樣的道理。
其次,既然得知了F∝m'M/r^2 所以說明m'M/r^2乘一個常數就能得F,用函數來解釋y=kx 那個K就相當於G。這個G是有了F∝m'M/r^2以後 用F/(m'M/r^2)算出來的。
其實把這幾個字母出來的先後順序搞明白就容易多了,我也是剛剛學完天體~
❻ 物理中萬有引力公式中g的計算過程
兩個可看作質點的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計算:F=G·m1·m2/r^2,即 萬有引力等於引力常量乘以兩物體質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^(-11 )單位 N·㎡ /kg^2。為英國物理學家、化學家亨利·卡文迪許通過扭秤實驗測得。
❼ 物理萬有引力的黃金公式標明每個字母的意思
一般是在不知道圓心物質量時,用它代換。
當在某星球表面作圓周運動時,可將萬有引力看作重力,既有mg=(GmM)/(r^2)
,此時有GM=g(r^2),為黃金代換公式。且有mrω^2=mr(4π^2)/T^2=mg在高中階段,偶爾求某星球赤道上物體隨地球自轉時的重力或者對地面的壓力時,就不能直接使用萬有引力黃金公式(也稱黃金代換)
GMm/r^2=mg→GM=gR^2(黃金定律)
就得
F=GMm/(R+h)^2=mR^2g/(R+h)^2
G代表引力常量,其值約為6.67×10的負11次方單位
N·m2
/kg2
M表示星球質量
g是該星球重力加速度
R是星球半徑
❽ 物體之間的引力怎麼計算
萬有引力計算公式:F=GMm/(R^2)
在中點時:物體受到引力為 F1=2G(m^2)/((R/2)^2)
不在中點時,設它離兩個星體的距離分別為a,b,則有 F2=G(m^2)/(a^2)+G(m^2)/(b^2),而且有 a+b=R 經過簡單的化簡,比較F1與F2大小的問題就變為:
比較 8/(a+b)^2 與 1/(a^2)+1/(b^2) 的大小.
其中, 根據均值不等式,很容易得到 8/(a+b)^2
1/(a^2)+1/(b^2)>=2/根號(a^2)(b^2))=2/(ab)>=8/(a+b)^2
只有當a=b時取等號,就是它在兩星體中間時才有F1=F2
當ab時,總有 F2>F1 它受到的萬有引力變大了.,它越接近其中的一個星體,受到的引力就越大,這是定性的結論.
望採納
❾ 物理萬有引力相關公式
給你兩套總結,請選用:
一、萬有引力
1.開普勒第三定律: T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質量無關,取決於中心天體的質量)}
2.萬有引力定律: F=Gm1m2/r2 G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg; g=GM/R2{R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星繞行速度、角速度、周期: V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2; T=2π(r3/GM)1/2 {M:中心天體質量}
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.地球同步衛星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。
二、萬有引力
13.開普勒第一定律的內容是所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽在橢圓軌道的一個焦點上。
第三定律的內容是所有行星的半長軸三次方跟公轉周期的平方的比值都相等,即
14. 地球質量為M,半徑為R,萬有引力常量為G,地球表面的重力加速度為g,則其間存在的一個常用的關系是 。(類比其他星球也適用)
15. 第一宇宙速度(近地衛星的環繞速度)的表達式 ,大小為 ,它是發射衛星的最小速度,也是地球衛星的最大環繞速度。隨著衛星的高度h的增加,v減小, 減小,a減小,T增加。
16. 第二宇宙速度(脫離速度) ,這是使物體脫離地球引力束縛的最小發射速度。
17. 第三宇宙速度(逃逸速度) ,這是使物體脫離太陽引力束縛的最小發射速度。
18. 對於太空中的雙星,其軌道半徑與自身的質量成反比,其環繞速度與自身的質量的質量成反比。
這樣可以么?
❿ 物理萬有引力的問題~
在牛頓力學的前提下,可以說任何兩個物體之間的萬有引力是兩個物體間各部分相互左右的矢量合成。
舉個最簡單的例子,有一個物體有四個原子(假定原子質量相等,不可再分,四個原子分別為ABCD),另一物體也有四個原子EFGH。那麼兩個物體間萬有引力就是AE間、AF間、AG間、AH間……16對引力的適矢量合成。如果ABCD和EFGH各構成正四面體結構,那麼相互作用的萬有引力中的距離就等效於它們的幾何中心間的距離,質量還是各個部分質量和。
簡單證明的話,就是A對EFGH的引力相當於A對EFGH四點構成的空間四面體的重心(可以等效於四個原子都聚集在這一點),同樣BCD也是,然後就可以導出相當於兩個四面體的重心間距。
換言之,這里的距離不是指物體表面或任意位置間距離,而是重心間距。
由於質點本身就是自己的重心,球的重心就在球心,所以可以這樣說。任意物體間求算萬有引力距離都可以用重心間距,不止球。