求物理万有引力关于周期的一切公式

bdqnwqk4个月前问题31

其实最主要的公式还是一个也就是
GMm/R^2=mv^2/R=mw^2R.
[解题过程]
万有引力
1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}
2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上)
3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}
4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径

万有引力是什么?

万有引力:任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。


概述

万有引力使行星按照自身的轨道围绕太阳运转在物理学上,万有引力或重力是指具有质量的物体之间加速靠近的趋势。万有引力即重力相互作用是自然界的四大基本相互作用之一,另外三种相互作用分别是电磁相互作用、弱相互作用及强相互作用。万有引力是上述相互作用中作用力最微弱的,但是在超距上万有引力仍然具有吸引力的作用。在经典力学中,万有引力被认为来源于重力的力的作用。在广义相对论上,万有引力来源于存在质量对时空的扭曲,而不是一种力的作用。在量子重力中,引力微子被假定为重力的传送媒介。
在地球上重力的吸引作用赋予物体重量并使它们向地面下落。此外,万有引力是太阳和地球等天体之所以存在的原因;没有万有引力天体将无法相互吸引形成天体系统,而我们所知的生命形式也将不会出现。万有引力同时也使地球和其它天体按照它们自身的轨道围绕太阳运转,按照自身的轨道围绕地球运转,形成潮汐,以及其它我们所观察到的各种各样的自然现象。


万有引力使行星按照自身的轨道围绕太阳运转


重力和万有引力
万有引力
万有引力是两个具有质量的物体间相互吸引的作用,存在于任何有质量的物体之间。实验表明,万有引力的大小与两个物体的质量分别成正比,与他们质心间的距离的平方成反比。用公式表达为:



其中m1、m2分别是两个物体的质量,r为两者质心间的距离,G为一个常数,称为万有引力常数,其值约等于6.67259×10-11公斤-1•公尺3•秒-2。


重力的量与单位
在一般文献中,重力(或引力)表示物体在天体(特别是地球)表面或附近所受到的万有引力。重力的量度值一般称为重量。需要注意的是即使在经典力学中,重量也不同于质量,并不是物体本身固有的属性,而与所处的天体有关。另一方面,天体的自转使得物体在地面参照系中表现为受到向心力(科里奥利力)的作用。由于一般来说科里奥利力相对于万有引力十分微小,在粗略计算时通常不考虑后者,或者将两者的合力称为重力。


重力的符号是W,公式为W=mg。这里m表示物体的质量,g表示物体所在点的重力加速度。重力的单位有牛顿(N)或是达因(cgs)。


重力加速度
地球表面重力加速度的数值受高度、纬度及地球自转的影响。一般计算中g可近似的取作标准重力加速度,即g=gn=9.80665m/s2。


两者的微妙差别
在中国,重力的确切定义是:在地面或地面附近物体受到地球吸引的万有引力和随地球自转所需的向心力相减的合力。除此之外,重力和万有引力还有一些微妙的差别,以下列举了一些不同的说法:


• 重力是天体(如地球)对相对微小物体(如皮球)的引力。
• 重力特指地球对物体的引力(这里不包括因物体受到的向心力而耗损的那部分引力)。


另外,在某些文献中,万有引力在本质上也不等于重力。万有引力所描述的现象并不依赖于其它特殊的原因。一些理论认为有可能万有引力的存在不取决于力的作用;依照于广义相对论,这的确是正确的。“重力”特别代表地球产生的吸引力,用“万有引力”代表普遍意义上的物质间的相互吸引力。在专业使用上,“万有引力”是指物体加速靠近另一个物体的趋势,“重力”则是某些理论用于解释导致这种加速行为的“力”。


在17世纪艾萨克•牛顿阐明他的万有引力定律前,大多数人对重力并不了解。尽管牛顿万有引力定律已被爱因斯坦的广义相对论上更进一步的解释所取代,但由于牛顿的理论非常简明,且在一般情况下所得结果的准确性与广义相对论并无差别,因此在许多日常实际应用中仍广泛使用。虽然科学界对大多数重力的性质已经了解,但万有引力的形成原因仍是一个未决的问题,因而重力研究还是科学上的一个重要课题。


理论的历史
在古代和中世纪,万有引力被认为是位置的一种性质,而不是物质的性质。


从公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多德起,历史上对万有引力就有着众多的猜想或解释。亚里士多德认为没有起因就没有结果,因此没有力的作用的运动是不存在的。他推断在水晶球模型中,所有物体都有朝它们正确的位置靠近的趋势,并且物体按他们自身的重量的比例向地球的中心坠落。在公元628