如图所示(顺便解释一下引力场和引力势能)
由万有引力定律
F=GMm/r^2=mv^2/r
卫星动能Ek=1/2mv^2=GMm/2r
取无穷远为引力势能0点
引力势能Ep=-GMm/r
机械能E=Ep+Ek=-GMm/2r
如果卫星向中心天体运动
卫星的线速度减小,导致中心天体提供的向心力大于需要的向心力,卫星做向心运动。
万有引力做正功,卫星的动能增加,引力势能减小,机械能减小
重力势能EP=mgh实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式,其更精确的表达式为EP=-GMm/r,式中G为万有引力恒量,M为地球质量,m为物体质量,r为物体到地心的距离,并以无限远处引力势能为零。
mv*v/r=万有引力
这个方程是匀速圆周运动进行时的状态方程,卫星都飞走了怎么还能用呢。
根据EP=-GMm/r
无限远处为0势能处,动能最小时要到0势能点时恰好速度也为0.这样列方程。
Ek-GMm/r=0
即可。
重力势能E=mgh,怎么解释?单位各是?
这是一个推导出来的公式,即物体所具有的重力势能可由物体所具有的质量m,物体所处位置的重力加速度g,即物体相对参考面的高度h三者共同求得.质量是绝对的,国际制单位为kg,加速度的值一般题中会给出,国际制单位为m/(s*s),高度是相对的,国际制单位为m
怎样推导宇宙第三宇宙速度
第三宇宙速度就是逃逸速度,就是让卫星脱离太阳引力场的最小发射速度。要计算第三宇宙速度,需要卫星脱离太阳引力,减去公转速度,脱离地球引力。设太阳的质量为M0,地球质量为M,卫星质量为m,地球轨道半径R0,地球赤道半径R。
由机械能守恒,1/2mv²+(-GM0m/R0)=0-GM0m/r。r为地球到太阳引力以外的距离,显然r→正无穷。化简有v=根号下(2GM0/R0)=42.2km/s。由于地球公转速度为29.8km/s,所以相对地球,只需要有v2=(42.2-29.8)km/s=12.4km/s的发射速度。但是,由于地球也有引力,必须克服地球引力做功,所以,类似于第一步,有1/2mv3²-GMm/R=1/2mv2²。消去m,式中只有v3不知道,代入数据可解得v3=16.7km/s。
注:太阳质量,轨道半径等数据可以到网上搜。引力势能的公式:E=-GMm/r
关于引力势能的问题
重力势能和引力势能应该是同性质的力
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能量不是力,学物理,要注意表述严谨
再说引力势能大小时,规定两物体距离为无穷大时为势能零点,两物体越远势能越小,越近势能越大.
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错了,两物体越远势能越大,越近势能越小,你正好说反了。和重力势能一样。
还有,我查了一下,才知道引力势能的表达式前有负号,既引力势能取负值,这是为什么呢?为什么要取负值?就是为了当取无穷远为0点,而引力做正功时,计算的结果为正?
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物体无穷远,设定势能为0,如果彼此接近,引力做正功,动能增大(物体下落动能增大),是势能转换的,所以势能从0减小为负值。这不是物理必然,如果你选择让无穷远处时能为1J,也未尝不可,那么时能可以为正。但你最初问的问题,结论不会变——两物体越远引力势能越大,越近势能越小。