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牛顿的万有引力定律

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万有引力定律是数年伊萨克 · 牛顿努力理解群众之间相互吸引的力的成果。

据传说,当牛顿看到一个苹果从树上滴他推断力必须提请地球苹果。如果这种力量可以在一棵树的顶部,它也可以采取行动,在更大的距离。当时,他正在研究月球和行星的轨道,并最终制定的万有引力来解释它们的运动定律。

牛顿的万有引力定律指出每个粒子在宇宙中的吸引了每一个其他粒子与一支部队,他们的质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。

该视频演示如何通过实验测量重力加速度和把它比作理论值来自定义引力方程。

在深入之前的实验,让我们研究万有引力定律背后的原则。地球在月球上的重力等于在规模和对该部队的月亮在地球上的方向相反的。此力 FG 行为沿其质心的连线。

根据万有引力定律,FG 等于 G-万有引力常数,乘以两个质量,除以r,这是其质心之间的距离的平方的乘积。

与此表达式,就可以计算地球施加任何距离,包括附近或在其表面的物体的引力。从树上掉下的苹果,让我们说,苹果的质量为m,地球的质量是我和半径是rE.

牛顿第二定律运动状态的力等于质量乘以加速度。如果我们结合此方程,应用于苹果与万有引力定律,我们可以取消苹果的质量为m从双方.在这种情况下,加速度是通常就被指由字母 g

现在,由万有引力定律给出了在苹果上的引力,但从第二运动定律,这股力量也可以表示为毫克。正如我们前面看到为例,地球和月球,地球在苹果上的力是地球上苹果的力量一样。但是,为什么我们只看到苹果落向地球吗?我们为什么看不到苹果地球走向?

如果我们回看牛顿第二运动定律,我们可以重新排列它以便显示,加速度等于力除以质量。那就是,对于给定的力加速度是成反比质量。因为地球是比苹果更多大规模,地球向苹果的加速度是微不足道,本质上是检测不到.这就是为什么苹果从树上坠落。

万有引力常数、回到g,因为右手边-上的所有值的引力方程大量的地球和地球 — — 半径是著称的对象接近地球表面, g数量级是也标准值,是 9.8 米每秒的平方。

然而,此值可以简单地通过抛球从已知的高度和应用运动学方程实验计算。我们将展示如何做到这一点在以下各节。

本实验使用的金属球,一根米尺,一个传感器从中将暂停球,另一个的球将土地,一个计时器连接到传感器、 一个夹钳和一杆。首先,使用钳将附加球传感器到杆,至少 0.5 米以上表面的表。然后,将第二个传感器下方第一个传感器。

下一步,测量,顶部和底部的传感器之间的距离。关于球的底部,应测量距离。

现在,释放钢球,从传感器,因此它落到更低的传感器和记录的时间。

此过程重复五次,然后计算平均下降时间

从运动学视频在此集合中,我们知道这个公式描述在一维运动具有恒定的加速度的对象的位置。

由于我们处理的地球的引力,加速在这种情况下是由于重力或g加速度。初始速度为零,因为球是在休息前下降。所以如果我们初始的位置移动到另一侧的方程,左侧变得减去y0,其中d -初始的和最终的测量点之间的距离只不过是y 。现在我们可以重新排列g的计算公式。

对于这个实验, d是 0.72 米和平均自由落体时间是 0.382 秒。结果实验重力加速度是 9.9 米每秒的平方。实验和理论仅相差约 1%,表明牛顿的万有引力定律是很好的描述的引力。

普遍的引力定律被参与执行由不同的分支的工程计算。

机械工程学称为静力学中的分支感到关切的是,静止的物体,如桥梁的受力。工程师设计桥梁使用静力学和特别是方程F = mg,在他们的工作,分析结构载荷。

美国国家航空航天局重力映射特派团使用两个完全相同的卫星一领先,另一个尾随环绕地球在一起。当领先的卫星经过冰帽或其他质量浓度时,它加速了的吸引力相对较大的力。尾随卫星经历类似加速度,当它经过同一地区。

测距系统措施如何和在哪里距离改变他们之间,提供了地球的质量浓度分布信息。

你刚看了朱庇特的简介牛顿定律的万有引力。你现在应该知道如何确定两个群众之间的引力和理解如何计算力的在地球表面的重力加速度。谢谢观赏 !

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