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万有引力四大公式,万有引力加速度公式推导

时间:2022-08-30来源:华宇网校作者:公务员考试资料 公务员网课

万有引力四大公式?

F=GMm/R^2 这个使用范围很广知道中心天体和自身速度,还有旋转半径之后就可以了

F=w^2MR 角速度 自身质量和旋转半径

F=V^2Rm 线速度 自身质量和旋转半径

F=ma向心加速度 自身质量

F=mg(只适用于在中心天体表面)

1.开普勒第三定律: T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}

2.万有引力定律: F=Gm1m2/r2 G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)

3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg; g=GM/R2{R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}

4.卫星绕行速度、角速度、周期: V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2; T=2π(r3/GM)1/2 {M:中心天体质量}

5.第一(二、三)宇宙速度 V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s; V2=11.2km/s;

V3=16.7km/s

6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径}

注:

(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;

(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;

(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;

(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);

(5)地球卫星的大环绕速度和小发射速度均为7.9km/s

万有引力4个基本公式

万有引力4个基本公式:T2/R3=K(=4π2/GM)、F=Gm1m2/r2、GMm/R2=mg、V=(GM/r)1/2。万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。

万有引力定律是任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引,该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。伽利略在1632年实际上已经提出离心力和向心力的初步想法,牛顿在1665-1666年的手稿中,用自己的方式证明了离心力定律,但向心力这个词可能首先出现在《论运动》的第一个手稿中。

万有引力公式

万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小与物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小。

基本信息

中文名

万有引力公式

外文名

universal gravitation

提出者

牛顿

公式内容

万有引力公式

两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算: ,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积 除以它们距离的平方。其中G代表引力常量,其值约为 6.67×10 N·m²/kg²。为英国科学家卡文迪许通过扭秤实验测得。

公式推导

若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:

(T为周期)

如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为

另外,由开普勒第三定律可得

常数k′

那么沿太阳方向的力为

由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。设太阳的质量为M,从太阳的角度看,太阳受到沿行星方向的力为

因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k′包含了太阳的质量M,k″包含了行星的质量m。由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,与两个天体距离的平方成反比。如果引入一个新的常数G(称万有引力常数),那么可以表示为:万有引力。

应用

通常两个物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。

当在某星球表面作圆周运动时,可将万有引力看作重力,既有,此时有,为黄金代换公式。且有。(此结论仅用于星球表面)

万有引力加速度公式推导?

重力常数g=9.8N/kg,是重力与质量的比值,在粗略计算时,通常还取10N/kg,它表示质量1千克的物体所受的重力为9.8牛顿。

重力常数又称万有引力常数,即万有引力定律中表示引力与两物体质量、距离关系公式中的系数。万有引力常量是自然界中少数几个重要的物理常量之一。

重力加速度是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度,记为g

万有引力公式:F=GMm/r^2(M、r的数值取决于具体情况)

牛顿第二定律:F=ma=mg

所以:g=GM/r^2

其中G为引力常量(重力常数),为不变量,约为6.67259×10^-11 m^3/(kg·s^2)。

也就是说,g是通过G计算出来的,且g的数值随M、r的变化而变化,代入地球的M、r即可得到地球表面的重力加速度,约为9.8m/s^2

a=F/m=GMm/r2÷m=GM/r2

万有引力做功公式的推导以及引力势能公式的推导?

首先明确在太空中所受的万有引力 相当于人在地球上所受的重力一般,是一个保守力(做功只与初末位置有关)

然后我们假设在太空中有这样的两个星体AB,质量分别为MA ,MB,相距r1

当B星体向它们的连心线AB(其实就是万有引力的方向上)向外移动一段距离△r时,

其距离改变为r2 , r1+△r→r2,考虑△r很微小,可近似为r1=r2

同时在改变的过程中由于△r很微小,∴它们的万有引力是不变的

所以:万有引力在由r1+△r→r2所做的功就是W1=-Gm1m2/r1²×△r=-(Gm1m2/r1r2)×(r2-r1)

=-(Gm1m2/r1-Gm1m2/r2)

同理考虑无穷个这样的△r可得W2= -(Gm1m2/r2-Gm1m2/r3)

W3=-(Gm1m2/r3-Gm1m2/r4)

W4=-(Gm1m2/r4-Gm1m2/r5)

…………………………

WN=-(Gm1m2/r n-1 -Gm1m2/rn)

然后累项相加得W1+W2+W3+W4……+WN=-(Gm1m2/r1-Gm1m2/rn)

因为N趋近于无穷大,所以Gm1m2/rn就为零了∴从原处到无穷远的万有引力做功为-Gm1m2/r1,又因为 W万=EP1-EPN=

-Gm1m2/r1, EPn=0 所以EP1=-Gm1m2/r1 所以得星体A在原来的万有引力势能为EP1=-Gm1m2/r1 ∴对于任意星体都满足E=-GMm/r

万有引力定律二级推导公式?

1、万有引力计算公式:F=G Mm/r²,2、含义: 万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量,其值约为 6.67×10ˆ-11 单位 N·m²/kg²。

万有引力与航天公式总结?

我们根据万有引力公式与向心力公式来简单的分析一下。首先是万有引力公式F(万)=GMm/(r的平方),而向心力公式为F(向)=m(Ⅴ的平方)/r,当F(万)=F(向)时,我们便可以推导出V的平方=GM/r,从而便可以知道卫星的速度是{GM/r}的开平方。也就是卫星围绕地球运动的线速度。不知道是否正确,但愿正确。

万有引力求质量公式?

答案:我们知道在高中物理中,万有引力定律在天文学上有一个应用,就是可以求出天体的质量,但是要特别注意,在求天体的质量时,我们只能求出中心天体的质量。原理是,环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动,所需要的向心力就是他们之间的万有引力,F=GMm/r²=m4π²/T²,则中心天体的质量为M=4π²r²/GT²

M=gR平方/G

g为重力加速度,R为地球的半径,G为引力常量

M=4兀平方r立方/GT平方

T为卫星绕行星运动的周期

r为卫星作圆周运动的轨道半

G为引力常量

f=mwwr如何推导?

万有引力定律推导公式是:根据开普勒三定律以及牛顿第三定律得出:F 引=F 向=mw2r=mv2/r,再由线速度与周期的关系得到:F 引=m(2πr/T)2/r=4π2mr/T2 F 引=4π2mr/T2

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