我们解释万有引力定律是什么,它的公式和陈述是什么样的。此外,还有使用您的公式的示例。
万有引力定律描述了物体的引力相互作用。万有引力定律是什么?
万有引力定律是定律之一身体的 艾萨克牛顿在他的书中提出自然哲学的数学原理1687 年。它描述了大质量物体之间的引力相互作用,并建立了一个比例关系 地心引力 与 大量的 的尸体。
为了表述这个定律,牛顿推断出两个质量相互吸引的力与它们的质量除以它们之间的距离的平方的乘积成正比。这些推论是通过实证检验的结果 观察.
该定律意味着两个物体越靠近,质量越大,它们相互吸引的强度就越大。像其他牛顿定律一样,它代表了一个飞跃 科学知识 的时间。
然而,今天我们知道,从一定的质量开始,这个定律就失去了它的有效性(在超大质量物体的情况下),需要配合阿尔伯特·爱因斯坦在1915年制定的广义相对论。万有引力定律是爱因斯坦定律的近似值,但它仍然有助于理解世界上的大多数引力现象。太阳系.
万有引力定律的陈述
这条牛顿定律的正式陈述认为:
“两个物体吸引的力与其质量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。”
这意味着任何两个物体都以更大或更小的力相互吸引,这取决于它们的质量是大还是小,以及它们之间的距离。
万有引力定律的公式
万有引力定律的基本公式如下:
F = | (G. M1. M2) / r² | . r *
在哪里:
- F 是两个质量之间的吸引力
- G是万有引力常数(6.673484.10-11 N.m2 / kg2)
- m1 是其中一个物体的质量
- m2 是另一个物体的质量
- r 分隔它们的距离。
- r * 是表示力方向的单位向量。
如果计算每个物体的吸引力(质量 1 对 2 产生的力,反之亦然),我们将有两个模数相等但方向相反的力。为了获得这种符号差异,需要将等式写成如下:
F12 = | G。 m1.m2 / (r11-r2) 3 | . (r1-r2)
在将 1 乘以 2 的情况下,我们获得了每种情况的力。写成这样, 向量 (r1-r2) 给出了每个力的正确方向(符号)。
万有引力定律的例子
让我们解决几个练习,作为应用这个公式的例子。
- 假设一个 800 公斤的质量和一个 500 公斤的质量在真空中被吸引,相隔 3 米的空间。我们如何计算他们所经历的吸引力?
简单应用公式:
F = G. (m1.m2) / r2
这将是:F = (6.67 × 10-11 N.m2 / kg2)。 (800公斤。500公斤)/(3米)2
然后:F = 2,964 x 10-6 N。
- 另一个练习:我们必须将两个质量为 1 kg 的物体放在多远的距离处,以便它们以 1 N 的力相互吸引?
从同一个公式开始
F = G. (m1.m2) / r2
我们将清除距离,停留在那个 r2 = G. (m1.m2) / F
或者什么是相同的:r = √ (G. [m1.m2]) / F
即:r = √ (6.67 × 10-11 N.m2 / kg2.1kg x 1kg) / 1N
结果是 r = 8.16 x 10-6 米。