万有引力做功公式证明中的疑问
如果要深究,则要用到微积分。这里的平均引力的概念,不是算术平均,也不是几何平均值,而是做功的平均力,即F=W/S意义上的平均,因而其求法是:由半径r到r1,引力(变力,所以要用微积分)做功大小为 定积分w=∫GMm/r2 dr,积分上下限为r1和r, 可得w=GMm(1/r-1/r1)因而平均力F=w/s=GMm(1/r-1/r1) / (r1-r)=GMm/(r*r1)实际上有此公式直接可以求远端的功: W=FS=GMm/(r*r1)*(r1-r),当r1->+∞时,可得w=GMm/r所以这个功是个精确解,不需要象题那样离散求解。 并可利用此式,求得物体在地表具有动能等于此动能时的速度,即1/2mv^2=GMm/r,而地表加速度g=GM/r^2,代入得v=√(2gr)=11.2Km/s,此即地球的第二宇宙速度。
是为了方便计算。真正的平均值和此式是有出入的,但因为移动很小的距离,所以误差可忽略不计。真正的平均值为(GMm/r 1^2-GMm /r^2)÷2+GMm /r ^2.与GMm /r1r 是不挂等号的,不信你化化看。