物理题:应用万有引力定律和向心力的公式证明
地球卫星绕地运行时,万有引力充当向心力,即:
F=mv² /r
GMm/r²=mv²/r
化简得:
GM/r=v²
根据:v=rω,ω=2π/T
得:v=2πr/T
所以:GM/r=v²
得:GM/r=4π²r²/T²
T²/r³=4π²/GM
因为π,G,M均为常数,所以,T²/r³是个常数。
万有引力定律推导开普勒第三定律
首先说明一点,开普勒第三定律是观测得到的,不是推导出的
如果硬要推导,可从万有引力定律开始
GMm/(R^2)=F=ma=m*4pi(圆周率)^2*R/(T^2)
整理得R^3/(T^2)=GM/(4pi^2)
G,定值
M,太阳质量,定值
4pi^2,定值
结论:R^3/(T^2)=定值
开普勒第三定律成立,汗.
F与a成正比,a与m成反比,为什么就有F=am
其实是这样的
力一定时
a与m成反比
所以有
a=kF/m
于是规定:
使1kg的质量的物体产生1m/s^2加速度的力是1N
于是这里的k便是1
这样规定因为可以使方程更加的简洁
N这个单位也是这样来的kg*m/s^2
万有引力的公式也是这样来的
高一物理必修二万有引力部分公式,别忘了求天体密度的
万有引力F = GMm / R^2
线速度v = w*r
周期T = 2pi*R/ v ;
向心力公式:F = mv^2/R = mRw^2 = mv w
向心加速度:a = v^2/R = Rw^2 = v w
卫星运动,万有引力提供向心力,常用的等式:
GMm / R^2 = mv^2/R = mRw^2 = mR(2pi/T)^2
根据这两个等式可得:
速度公式:V = 根号GM/R 天体密度P = 3pi/GT^2
近地面时,万有引力提供向心力:GMm / R^2 = mg 得:GM = gR^2 (此式常用于代换)