万有引力定律公式推导(万有引力定律公式推导过程图)

2023-05-13 06:35:15  阅读 166 次 评论 0 条

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牛顿的万有引力定律公式 推导过程是什么

有很多的同学是非常想知道,牛顿的万有引力定律公式有哪些,推导过程有哪些,我整理了相关信息,希望会对大家有所帮助!

万有引力表达公式是什么

F: 两个物体之间的引力

G:万有引力常量

m1: 物体1的质量

m2: 物体2的质量

r: 两个物体之间的距离(大小)(r表示径向矢量)

依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r 的单位为米(m),常数G近似地等于G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²(牛顿平方米每二次方千克)。

万有引力公式:F=G*(Mm)/(R方)

万有引力定律推导公式是什么

根据开普勒的三定律以及牛顿第三定律得出.

具体如下;F引= F向=mw2r=mv2/r再由线速度与周期的关系得到

F引=m(2πr/T)2/r= 4π2mr/T2

F引=4π2mr/T2= 4π2(r3/T2) m/r2

F引=4π2km/r2

所以可以得出结论:太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距离的二次方成反比.

即:F∝m/r2

牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想:既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比,也应该与太阳的质量成正比.

F引 ∝ Mm/r2

写成等式:F引= GMm/r2

牛顿是怎么发现万有引力定律的

通过自己的观测和实验,提出了运动三定律:惯性定律、第二运动定律、作用与反作用定律。这三条定律和万有引力定律一起共同构成了宏伟壮丽的力学大厦的主要支柱在这部书中,牛顿从数学上论证了万有引力定律,指出在万有引力作用下,物体运动轨迹有3种,当行星最初速度不很渣春培大、离太阳不很远时,是椭圆轨道。

当最初离太阳很远或速度很大时,就森正是抛物线轨道或双曲线轨道,这样的物体仅仅在太阳附近出现一次,以后便永远消失了,偶尔到太阳系作客的彗星就是这种轨道。牛顿还用太阳引力与月球引力解释了地球上的潮汐运动在发现万有引力的这场科学如唯竞赛中,牛顿把所有的对手都远远抛在了后边,这是因为他在科学思想与科学方法上比其他人都高出一筹。

物理万有引力定律推导公式

万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:

ω=2π/T(周期)

如果行星的质量是m,离太阳的距前橘岩离是r,周期是T,慧御那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为

mrω^2=mr(4π^2)/T^2

另外,由开普勒第三定律可得

r^3/T^2=常数k'

那么沿太阳方向的力为

mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2

由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。从太阳的角度看,

(太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2

是太阳受到沿行星方向的力。因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m。由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称伍掘为万有引力。

如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为

万有引力=GmM/r^2

万有引力公式推导是什么?

万有引力定律的推导以开普勒第三定律作为已知条件,开普勒第三定律r3 /T2=C(C是常数),推导得F=GHMm/r2 。引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组,成和其间介质种类无关。

开普勒第三定律r3 /T2=C (C是常数),万有引力F,形式未知,但一定等于向心喊罩力F=mr (2π/T) 2,带入1/T2=C/r3,F=mr4π2* (C/r3) =C' *m/r2,因为引力的对称性F=C”*M/r2,所以,F=GMm/r2, G是常数。

万有引力定律发现的意义:

万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一。 它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了 起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次解释了(自然界中四种相互作用之一) 一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用。它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨郑凳闹道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引粗世力定律取得重大成就的例子。

利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量。牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象。他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明。推翻了古代人类认为的神之引力。

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