万有引力做功公式证明中的疑问

由半径r到r1,引力(变力,所以要用微积分)做功大小为 定积分w=∫GMm/r2 dr,积分上下限为r1和r, 可得w=GMm(1/r-1/r1)因而平均力F=w/s=GMm(1/r-1/r1) / (r1-r)=GMm/(r*r1)实际上有此公式直接可以求远端的功: W=FS=GMm/(r*r1)*(r1-r),当r1->+∞时,可得w=GMm/r ...
万有引力做功公式证明中的疑问
将此物体移远一小段距离,由距r到r1,
引力由F1=GMm/rr,减小到F2=GMm/r1r1
平均引力取F=√(F1*F2)=GMm/rr1 ,F在(F1,F2)之间
这样取的主要原因是为了下面的累加计算消去方便,
在其它一些近似计算中,也可能去每一小段的前端点,或者后端点或者中间值,
例如利用水平切割法计算梯形面积时,每一个小梯形形可以看成长方形,它的长可以去小梯形的中间值2011-05-27
如果要深究,则要用到微积分。
这里的平均引力的概念,不是算术平均,也不是几何平均值,而是做功的平均力,即F=W/S意义上的平均,因而其求法是:
由半径r到r1,引力(变力,所以要用微积分)做功大小为 定积分w=∫GMm/r2 dr,积分上下限为r1和r, 可得w=GMm(1/r-1/r1)
因而平均力F=w/s=GMm(1/r-1/r1) / (r1-r)=GMm/(r*r1)
实际上有此公式直接可以求远端的功: W=FS=GMm/(r*r1)*(r1-r),当r1->+∞时,可得w=GMm/r
所以这个功是个精确解,不需要象题那样离散求解。 并可利用此式,求得物体在地表具有动能等于此动能时的速度,即1/2mv^2=GMm/r,而地表加速度g=GM/r^2,代入得v=√(2gr)=11.2Km/s,此即地球的第二宇宙速度。2011-05-27
是为了方便计算。
真正的平均值和此式是有出入的,但因为移动很小的距离,所以误差可忽略不计。
真正的平均值为(GMm/r 1^2-GMm /r^2)÷2+GMm /r ^2.
与GMm /r1r 是不挂等号的,不信你化化看。2011-05-27
mengvlog 阅读 4 次 更新于 2025-11-05 02:46:19 我来答关注问题0
  • 由半径r到r1,引力(变力,所以要用微积分)做功大小为 定积分w=∫GMm/r2 dr,积分上下限为r1和r, 可得w=GMm(1/r-1/r1)因而平均力F=w/s=GMm(1/r-1/r1) / (r1-r)=GMm/(r*r1)实际上有此公式直接可以求远端的功: W=FS=GMm/(r*r1)*(r1-r),当r1->+∞时,可得w=GMm/r ...

  • F=GMm/r^2 在这个力的作用下向M移动一小段距离dr,这个过程中可以认为F不变,做功 dW=Fdr=GMmdr/r^2 将上面的式子对r从正无穷到r0积分,可以得到 W=GMm/r0 这就是万有引力对物体从无穷远到r0做的功,也就是物体在该过程中减小的势能,所以物体在r0处的势能(无穷远处为零)Ep=0-W=-GMm/r...

  •  物理先知100 关于万有引力做功的问题

    变力作功,用积分解,原理正确。只是要考虑,功是二个矢量的点积。注意方向。你的式子里,方向指向是从B到A,可是你的rA和rB的取值方向却是从地心起算。与题设方向相反。于是出现负值。

  •  布帆无恙luck 如题,我用向量形式推导万有引力做功公式,有误吗? 我感觉好像和书上的做功公式差了一个负号,,书上

    你的式子没有问题,只不过有一个隐含条件你忽略了,就是你所得式子中dx0.ps一般不用设x,y轴,你的x,y定义不明确,直接用切向,径向分解

  •  庹哿鲁中典f 万有引力的题 讲解一下,谢谢! 以前做是会做,这方面题少遇到现在重看脑子有点乱

    一:W=FS(推力是向上的,与位移方向相反,所以做功为负)二:不是之和为零,是无穷远处能够脱离地球的引力,势能为0,发射速度具备的动能加上现有的势能=势能为0的地点加上剩余的动能。说到至少,就是到势能为0点,动能耗尽,也是0。这是一个能量守恒公式,不过势能为负罢了。顺便说一句,第一问...

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