在地球表面,为什么不是万有引力提供向心力,而是重力
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发布时间:2022-07-19 08:28
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时间:2023-10-15 05:11
首先:万有引力定律(Law of universal gravitation)是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的解释物体之间相互作用的引力的定律。定律内容如下:任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关,公式表示:F=G*M1M2/(R*R)(G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2)。
其次:
由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。方向总是竖直向下,不一定是指向地心的(只有在赤道和两极指向地心)。地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比,同样,当m一定时,物体所受重力的大小与重力加速度g成正比,用关系式G=mg表示。通常在地球表面附近,g值约为9.8牛每千克,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。(9.8牛是一个平均值;在赤道上g最小,g=9.79N/kg;在两极上g最大,g=9.83N/kg。牛是力的单位,字母表示为N,1N大约是拿起两个鸡蛋的力)
重力并不等于地球对物体的引力。由于地球本身的自转,除了两极以外,地面上其他地点的物体,都随着地球一起,围绕地轴做近似匀速圆周运动,这就需要有垂直指向地轴的向心力,这个向心力只能由地球对物体的引力来提供,我们可以把地球对物体的引力分解为两个分力,一个分力F1,方向指向地轴,大小等于物体绕地轴做近似匀速圆周运动所需的向心力;另一个分力G就是物体所受的重力其中F1=mrw^2(w为地球自转角速度,r为物体旋转半径),可见F1的大小在两极为零,随纬度减少而增加,在赤道地区为最大F1max。因物体的向心力是很小的,所以在一般情况下,可以近似认为物体的重力大小等于万有引力的大小,即在一般情况下可以略去地球转动的影响。其中引力的重力分量提供重力加速度,引力的向心力分量提供保持随地球自转的向心加速度。
重力大小可以用测力计测量,静止或匀速直线运动的物体对测力计的拉力或压力的大小等于重力的大小。
所以:对于万有引力之间有联系又有区别,万有应力是物体之间的相互作用,重力是指地球和物体之间的相互作用,就是重力式万有应力中的一种,人们对它进行了严格的规定,希望你能满意。