牛顿是如何提出并论证万有引力定律的?

bdqnwqk3个月前问题12

牛顿并不是发现了重力,他是发现重力是「万有」的。每个物体都会吸引其他物体,而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。牛顿的万有引力定律说明,每一个物体都吸引著其他每一个物体,而两个物体间的引力大小,正比于这它们的质量,会随著两物体中心连线距离的平方而递减。牛顿为了证明只有球形体可把「球的总质量集中到球的质心点」来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分。然而不管距离地球多远,地球的重力永远不会变成零,即使你被带到宇宙的边缘,地球的重力还是会作用到你身上,虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖,但它还是存在。不管是多小还是多远,每一个物体都会受到重力作用,而且遍布整个太空,正如我们所说的「万有」。

牛顿已经给出过证明:质量分布均匀的球壳对壳内放在任意位置的物体的万有引力为0.假设地球是一个圆球体

令地球的密度为ρ,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:g=G
M
R2 ,由于地球的质量为:M=ρ
4
3 πR3,所以重力加速度的表达式可写成:g=
GM
R2 =

4
3 πR3
R2 =
4
3 πGρR.
根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,离地球表面的距离为L的物体,受到地球的万有引力即为半径等于(R-L)的球体在其表面产生的万有引力,故井底的重力加速度g′=
4
3 πGρ(R?L)
所以有
g′
g =
R?L
R =1?
L
R =
2
3

L
R =
1
3
故A正确、BCD错误.
故选:A.