万有引力与质量成正比,究竟谁能证明是对的?怎么证明?
这是一个老掉牙的问题,因为引力与质量成正比,与距离成反比是牛顿时代就证明了的,他的理论在世界上已经流传了300年了,谁的牙有这么老?
严格的说,万有引力的表述是与两个相互作用物体的质量乘积成正比,与它们距离平方成反比。
计算公式为F=GMm/R^2
式中,F是万有引力的大小;G为引力常量,即G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2;M和m为两个相互作用的物体质量,R为相互作用两个物体之间的距离。
牛顿是万有引力定律是在他1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出的,但在当时,上述万有引力精准的公式并没有得到,他得到的万有引力计算公式只是:F∝mM/r^2
也就是说引力是正比于相互作用物体质量,反比于物体之间的距离平方。
道理是对的,但无法精准的计量。
这其中就是因为缺少了一个引力常量“G。
这个G本来很好得出,只要测出两个物体的质量和它们之间的距离,再测出它们之间的引力,代入万有引力定律,这个G就出来了。但由于地球上一般的物体质量太小,它们之间的引力也微乎其微,实在没有找到方法能够测量出来;而天体质量又太大了,那时有没有办法测出其质量,所以这个公式就无法完善。
科学家们为此苦恼了一个世纪。一直到1798年,在牛顿逝世后70年后,英国人卡文迪许才用他的扭秤实验,结束了这种状态。
卡文迪许用扭秤实验,精准的得出了引力常量“G”的数值为6.754×10^-11N·m^2/kg^2,现代经过精准的调校,最新推荐标准为G=6.67259×10^-11N·m^2/kg^2,通常取值为6.67×10^-11N·m^2/kg^2。
如果用厘米克秒制表述则为G=6.67×10^-8 dyn·cm^2/g^2。
牛顿发现了万有引力定律后,一直难以精确量化引力的大小,为此科学家们苦恼了100年,都没有找到一个好方法来验证这个在地球上微乎其微的引力。
卡文迪许是个科学怪杰,他决定来解决这个问题,鼓捣了若干年,他弄出了一个扭秤,采用引力扭动金属线的方法,并且用光学方法放大了这种细微的扭动,验证了牛顿万有引力定律的正确性,并且测出了万有引力常量,取得的数值与现代精准数值非常接近。
著名的卡文迪许扭秤实验做法如下:
将两个小金属球固定在一根长6英尺木棒的两端,像个哑铃形状,并在木棒的中间用金属线吊起来;再将两个重350磅的铜球放在相当近的地方,这两个大球将产生引力让绑着小球木棒转动,这样就扭动了金属线。
这个装置最关键的部分是在扭动的金属线装置的T型架上,有一面镜子,会随着金属线的扭动而转动。然后让一束光射到镜子上,镜子则把这束光反射到较远的刻度上,这样放大了扭动的效果,从而能够准确的测量出扭动角度的数值。
然后根据牛顿外有引力定律,就能够算出它们之间的引力常量。
一个伟大的结果就这样诞生了,有了这个精确地常量,万有引力理论如虎添翼,指导着人类文明的进程,一直到今天。
从此,人们根据物体的质量和它们之间的距离,就能够准确的计算出它们之间的万有引力;反之,也能够从万有引力的大小,得出万有引力与质量和距离的相关性结果。
其实牛顿的万有引力定律也是继承了胡克、哈雷等一些科学家的研究成果,但牛顿完美的诠释了这个定律。
牛顿的万有引力定律问世后,哈雷用这个定律测算出了哈雷彗星的轨道周期约为76年,并在哈雷逝世后,这颗彗星如期而至,引起整个欧洲轰动,为此人们把这颗彗星命名为“哈雷”。这个结果验证了万有引力的正确性。
天王星是比海王星更早发现的,天文学家们发现根据万有引力定律,天王星的轨道不正确,难道是万有引力有问题?
后来英国剑桥大学生亚当斯通过计算和研究,得出天王星附近还有一颗行星,是这颗行星影响了天王星的轨道。根据亚当斯的测算数据,天文台的研究人员用望远镜找到了海王星。
当时轰动了世界,这个发现成为万有引力定律最辉煌的一次胜利。
即便到了今天,在天文发现和观测方面,万有影定律依然有着无法替代的作用。爱因斯坦发现了万有引力的本质是质量对时空造成的扰动,并且修正了经典力学在高速状态的一些误差,这并没有否定万有引力的伟大意义。
就是这样,欢迎讨论。
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一块磁铁,吸引力一公斤,两块磁铁合在一起,吸引力就是二公斤。
这就证明质量越大引力越大。
太阳的体积比地球,月亮,土星,木星,体和都大,所以,这些星球都被太阳引力拉住,围绕着太阳运转。
万有引力与质量大小成正比。
质量大引力大,质量小引力小。
有人会说,有的磁铁磁性大,体积却很小,这怎么解释?
如果把两块磁性强的磁铁合在一起磁性更大,这也就证明磁铁体量越大,磁性越强。
各种物质的磁性是不一样的。
磁铁单位面积的磁性,大于地球单位面积的磁性,人们才能够感觉到磁铁的磁性在地球上的存在与特殊性。
水的液体状态比水固体状态(冰)引力小,所以水可以轻松分开,而冰却不容易轻松分开,必须用一定的力量。
任何物质在液体状态都能够轻松分开,而固体状态就不好分开。
一个同样的物质在液体,气体,固体状态引力不一样,但是都存在引力,引力大小不一样,气体相互之间引力最小,固体状态最大。