1.在兩極所需向心力為0
在赤道上時(shí),向心力為m*4*∏^2*r/T^2
r為赤道半徑為6378km,T為自轉(zhuǎn)周期24小時(shí),計(jì)算是把它化成秒
2.兩極處物體重力(GM/R極的平方)N; 道處物體重力 (GM/R赤的平方)N再
減去第一問中所求向心力
3. 兩極處的重力加速度 GM/R極的平方 ;赤道處的重力加速度 GM/R赤的平方
萬有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大,它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越遠(yuǎn),它們之間的萬有引力就越小。 兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計(jì)算:F=GmM/r^2,即 萬有引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量,其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位 N·m2 /kg2。為英國(guó)科學(xué)家 卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得。 萬有引力的推導(dǎo):若將行星的軌道近似的看成圓形,從開普勒第二定律可得行星運(yùn)動(dòng)的角速度是一定的,即: ω=2π/T(周期) 如果行星的質(zhì)量是m,離太陽的距離是r,周期是T,那么由運(yùn)動(dòng)方程式可得,行星受到的力的作用大小為 mrω^2=mr(4π^2)/T^2 另外,由開普勒第三定律可得 r^3/T^2=常數(shù)k' 那么沿太陽方向的力為 mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2 由作用力和反作用力的關(guān)系可知,太陽也受到以上相同大小的力。從太陽的角度看, (太陽的質(zhì)量M)(k'')(4π^2)/r^2 是太陽受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧Γ蛇@兩個(gè)式子比較可知,k'包含了太陽的質(zhì)量M,k''包含了行星的質(zhì)量m。由此可知,這兩個(gè)力與兩個(gè)天體質(zhì)量的乘積成正比,它稱為萬有引力。 如果引入一個(gè)新的常數(shù)(稱萬有引力常數(shù)),再考慮太陽和行星的質(zhì)量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示為 萬有引力=(GmM)/(r^2) 兩個(gè)通常物體之間的萬有引力極其微小,我們察覺不到它,可以不予考慮。比如,兩個(gè)質(zhì)量都是60千克的人,相距0.5米,他們之間的萬有引力還不足百萬分之一牛頓,而一只螞蟻拖動(dòng)細(xì)草梗的力竟是這個(gè)引力的1000倍!但是,天體系統(tǒng)中,由于天體的質(zhì)量很大,萬有引力就起著決定性的作用。在天體中質(zhì)量還算很小的地球,對(duì)其他的物體的萬有引力已經(jīng)具有巨大的影響,它把人類、大氣和所有地面物體束縛在地球上,它使月球和人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)而不離去。 當(dāng)在某星球表面作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),可將萬有引力看作重力,既有mg=(GmM)/(r^2) ,此時(shí)有GM=g(r^2),為黃金代換公式。且有mrω^2=mr(4π^2)/T^2=mg。 (此結(jié)論僅用于星球表面)