一地球卫星离地面高度等于地球半径,用弹簧测力计将一物体悬挂在卫星内,若该物体在地球表面,测得重力98N,则它在卫星中受地球引力为____N,弹簧秤的读数为____N
万有引力公式中引力也就是卫星处所受重力mg与地球距离的平方成反比,故2R处的重力为地面上(1R)的1/4,故第一个空填25N;由题意可知,卫星运动为圆周,其重力与向心力平衡即完全失重,此状态下承重是没有意义的,故第二个空填0。(卫星的飞行速度正好维持运行轨道,此平衡状态下,如弹簧秤有示数及有拉力存在,那物体将在此拉力方向上做加速运动)
万有引力定律的运算公式
万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律。
万有引力定律是牛顿在1687年于《数学原理》上发表的。定律指出:
两物体间引力的大小与两物体的质量的乘积成正比,与两物体间距离的平方成反比,而与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
用公式表示为:F=G*M1M2/(R*R) (G=6.67×10^-11N•m^2/kg^2) 可以读成F等于G乘以M1M2除以R的平方商
更加严谨的表示是如下的矢量形式:
其中:
F: 两个物体之间的引力
G: 万有引力常数
m1: 物体1的质量
m2: 物体2的质量
r: 两个物体之间的距离
库仑定律和万有引力定律的公式的格式很接近,那么它们之间有什么关系吗?
这个问题由来很久了,最先的文献我现在查不出来,但是可靠的却多的不计其数。我个人倾向于,这两个公式应该是同一件事情的不同表达,但是,这个“同一件事情”应是上边那位大师说的几种力的统一问题。力的统一问题自从Einstein提出来,受到物理学界的广泛关注,尽管他本人最终郁郁而终,但是从上世纪的60-70年代的“强”和“弱”的统一,然后进一步扩大范围,现在人们更有理由相信,这个假设是正确。如果力均被统一,楼主您的问题就是这个猜想的简单推论。就像前几天的“磁单子”一样,个人认为力的“大统一”只是时间问题。
比较氢原子中质子与电子的库仑力和万有引力(均为距离平方反比力)
据经典理论,基态氢原子中电子的“轨道”半径 r ≈ 5.29×10 -11 米
核和电子的线度 ≤ 10-15 米 ,故两者可看成 “点电荷”.
两者的电量 e ≈ ± 1. 60×10-19 库仑 质量 mp ≈ 1.67×10-27 千克 me ≈ 9.11×10-31千克
万有引力常数 G ≈ 6.67 ×10-11 牛 ·米2 /千克2
电子所受库仑力 Fe =- e2r / 4pe0r3 电子所受引力 Fg= -Gmpmer /r3
由此可见,电磁力在原子、分子结构中起决定性作用,这种作用力远大于万有引力引起的作用力,即可表述为质量对物体间的影响力远小于电磁力的作用,并且有:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小
应该有种内在的联系,但现在引力与电磁力,强核力,弱核力等基本力仍难以通一.相信在不久的将来,人类将统一宇宙中这四种基本力,从而实现物理学大通一的终级目标!
不一定非要有什么关系,它们公式相似只是由于这两种力的数学模型是同一种函数。
如果真要问有什么联系,那要上升到力的本质问题。由于近代物理学已经把所有的力都分解为4种基本力的结合(强力,弱力,电磁力和引力)(库仑定律是电磁力作用的定律),应此科学家们正努力希望能统一这4种力。在粒子加速器的多次实验后,科学家已经把3种力统一了起来,只有引力拒绝加入。如果引力和电磁力看起来如此相似的话,说不定这意味着它们就是同一种力,或许可能会统一起来。