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萬有引力究竟是什麽呢好深奧啊!~`

任何兩個物體之間都存在這種吸引作用。物體之間的這種吸引作用普遍存在於宇宙萬物之間,稱為萬有引力。

[編輯本段]計算公式

萬有引力是由於物體具有質量而在物體之間產生的壹種相互作用。它的大小和物體的質量以及兩個物體之間的距離有關。物體的質量越大,它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越遠,它們之間的萬有引力就越小。

兩個可看作質點的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計算:F=GmM/r^2,即 萬有引力等於引力常量乘以兩物體質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11次方單位 N·m2 /kg2。為英國科學家 卡文迪許通過扭秤實驗測得。

萬有引力的推導: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動的角速度是壹定的,即:

ω=2π/T(周期)

如果行星的質量是m,離太陽的距離是r,周期是T,那麽由運動方程式可得,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k'

那麽沿太陽方向的力為

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,

(太陽的質量M)(k'')(4π^2)/r^2

是太陽受到沿行星方向的力。因為是相同大小的力,由這兩個式子比較可知,k'包含了太陽的質量M,k''包含了行星的質量m。由此可知,這兩個力與兩個天體質量的乘積成正比,它稱為萬有引力。

如果引入壹個新的常數(稱萬有引力常數),再考慮太陽和行星的質量,以及先前得出的4·π2,那麽可以表示為

萬有引力=GmM/r^2

兩個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,兩個質量都是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壹牛頓,而壹只螞蟻拖動細草梗的力竟是這個引力的1000倍!但是,天體系統中,由於天體的質量很大,萬有引力就起著決定性的作用。在天體中質量還算很小的地球,對其他的物體的萬有引力已經具有巨大的影響,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星繞地球旋轉而不離去。

重力,就是由於地面附近的物體受到地球的萬有引力而產生的。

任意兩個物體或兩個粒子間的與其質量乘積相關的吸引力。自然界中最普遍的力。簡稱引力,有時也稱重力。在粒子物理學中則稱引力相互作用和強力、弱力 、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的壹種,兩個質子間的萬有引力只有它們間的電磁力的1/1035 ,質子受地球的引力也只有它在壹個不強的電場1000伏/米的電磁力的1/1010。因此研究粒子間的作用或粒子 在電子顯微鏡和加速器中運動時,都不考慮萬有引力的作用 。壹般物體之間的引力也是很小的,例如兩個直徑為 1米的鐵球 ,緊靠在壹起時 , 引力也只有1.14×10^(-3)牛頓,相當於0.03克的壹小滴水的重量 。但地球的質量很大,這兩個鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力 。所以研究物體在地球引力場中的運動時,通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽和地球的質量都很大,乘積就更大,巨大的引力就能使龐然大物繞太陽轉動。引力就成了支配天體運動的唯壹的壹種力。恒星的形成,在高溫狀態下不彌散反而逐漸收縮,最後坍縮為白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由於引力的作用,因此引力也是促使天體演化的重要因素。

[編輯本段]萬有引力的偉大意義

17世紀早期,人們已經能夠區分很多力,比如摩擦力、重力、空氣阻力、電力和人力等。牛頓首次將這些看似不同的力準確地歸結到萬有引力概念裏:蘋果落地,人有體重,月亮圍繞地球轉,所有這些現象都是由相同原因引起的。牛頓的萬有引力定律簡單易懂,涵蓋面廣。

牛頓的萬有引力概念是所有科學中最實用的概念之壹。牛頓認為萬有引力是所有物質的基本特征,這成為大部分物理科學的理論基石。

[編輯本段]萬有引力的發現過程

在談論萬有引力發現的事件時,對於當時天文學及力學的發展情形也得有壹些說明,才能了解當時代科學的背景,以及它是如何影響刺激牛頓發現萬有引力。

萬有引力被發現的原因

牛頓發現萬有引力的原因很多,主要因為壹下幾點。

1.科學發展的要求:牛頓之前,有很多天文學家在對宇宙中的星星進行觀察。經過幾位天文學家的觀察記錄,到開普勒時,他對這些觀測結果進行了分析總結,得到開普勒三定律:1.所有行星都繞太陽做橢圓運行,太陽在所有橢圓的公***焦點上。2.行星的向徑在相等的時間內掃過相等的面積。3. 所有行星軌道半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。

開普勒三定律時不容置疑的,但為什麽會這樣呢?是什麽讓他們做加速不為零的運動?牛頓經過研究思考解決了這個問題:物體之間存在萬有引力。當然他發現萬有引力定量是壹個漫長而曲折的過程。

2.個人原因:牛頓發現萬有引力定量,雖然時科學發展的要求,生產力發展的原因。但我們不能忽略牛頓本人的壹些因素:聰明 勤於思考 擁有壹定得知識量。據《物理學史》說:牛頓在發現萬有引力定律的那壹段時間,真正他廢寢忘食(每天魂不守舍,在食堂吃飯,飯碗在前,他在發呆。去食堂吃飯,卻走錯了方向。壹些老師在校園後的沙灘上散步時,看見了壹些古怪的算式和符號)。1669年,他年僅27歲,就擔任了劍橋的數學教授.沒有知識那能行啊? 還有1672年當選為英國皇家學會會員.英國皇家學會不是壹般人能進去的,那是科學研究中心,裏面的都是壹流的科學家。

萬有引力是怎樣被發現的

1666年,23歲的牛頓還是劍橋大學聖三壹學院三年級的學生。看到他白皙的皮膚和金色的長發,很多人以為他還是個孩子。他身體瘦小,沈默寡言,性格嚴肅,這是人們更加相信他還是個孩子。他那雙銳利的眼睛和整天寫滿怒氣的表情更是拒人於千裏之外。

黑死病席卷了倫敦,奪走了很多人的生命,那確實是段可怕的日子。大學被迫關閉,像艾薩克·牛頓這樣熱衷於學術的人只好返回安全的鄉村,期待著席卷城市的病魔早日離去。

在鄉村的日子裏,牛頓壹直被這樣的問題困惑:是什麽力量驅使月球圍繞地球轉,地球圍繞太陽轉?為什麽月球不會掉落到地球上?為什麽地球不會掉落到太陽上?

在隨後的幾年裏,牛頓聲稱這種事情已經發生過。坐在姐姐的果園裏,牛頓聽到熟悉的聲音,“咚”的壹聲,壹只蘋果落到草地上。他急忙轉頭觀察第二只蘋果落地。第二只蘋果從外伸的樹枝上落下,在地上反彈了壹下,靜靜地躺在草地上。這只蘋果肯定不是牛頓見到的第壹只落地的蘋果,當然第二只和第壹只沒有什麽差別。蘋果落地雖沒有給牛頓提供答案,但卻激發這位年輕的科學家思考壹個新問題:蘋果會落地,而月球卻不會掉落到地球上,蘋果和月亮之間存在什麽不同呢?

第二天早晨,天氣晴朗,牛頓看見小外甥正在玩小球。他手上拴著壹條皮筋,皮筋的另壹端系著小球。他先慢慢地搖擺小球,然後越來越快,最後小球就徑直拋出。

牛頓猛地意識到月球和小球的運動極為相像。兩種力量作用於小球,這兩種力量是向外的推動力和皮筋的拉力。同樣,也有兩種力量作用於月球,即月球運行的推動力和重力的拉力。正是在重力作用下,蘋果才會落地。

牛頓首次認為,重力不僅僅是行星和恒星之間的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信煉金術,認為物質之間相互吸引,這使他斷言,相互吸引力不但適用於碩大的天體之間,而且適用於各種體積的物體之間。蘋果落地、雨滴降落和行星沿著軌道圍繞太陽運行都是重力作用的結果。

人們普遍認為,適用於地球的自然定律與太空中的定律大相徑庭。牛頓的萬有引力定律沈重打擊了這壹觀點,它告訴人們,支配自然和宇宙的法則是很簡單的。

牛頓推動了引力定律的發展,指出萬有引力不僅僅是星體的特征,也是所有物體的特征。作為所有最重要的科學定律之壹,萬有引力定律及其數學公式已成為整個物理學的基石。

[編輯本段]牛頓的萬有引力之簡單涵義

牛頓並不是發現了重力,他是發現重力是「萬有」的。每個物體都會吸引其他物體,而這股引力的大小只跟物體的質量與物體間的距離有關。牛頓的萬有引力定律說明,每壹個物體都吸引著其他每壹個物體,而兩個物體間的引力大小,正比於這它們的質量,會隨著兩物體中心連線距離的平方而遞減。牛頓為了證明只有球形體可把「球的總質量集中到球的質心點」來代表整個球的萬有引力作用的總效果而發展了微積分。然而不管距離地球多遠,地球的重力永遠不會變成零,即使妳被帶到宇宙的邊緣,地球的重力還是會作用到妳身上,雖然地球重力的作用可能會被妳附近質量巨大的物體所掩蓋,但它還是存在。不管是多小還是多遠,每壹個物體都會受到重力作用,而且遍布整個太空,正如我們所說的「萬有」。

[編輯本段]量子力學的解釋

我們知道,由光子是物質的基本粒子來看,物質的構成本身沒有意義,如果物質不能夠與環境中的其它光子信息相互作用,它就不能將自己的能量、存在形式、表達給自然界,自己就是以純暗物質的形式存在,盡管自己的壽命表現為無限長久,但是對環境、對自己沒有意義,只有它不斷與環境的其它光子信息相互作用光子能量,才能將自己的能量、質量表現出來,自己的光子信息才能變化,自己才能由生長到死亡,才能有自己存在的意義;這就是說任何物質,只要它存在,它就會不斷地與環境中的其它光子信息相互作用,這樣,物質的存在,各種作用力的存在,事實上,是通過自己周圍的光子信息場完成的。

如圖所示,物質 A 存在,是物質 A 不斷與環境作用光子信息能量,而表現自己的質量,當物質 B 存在的時候,由於 B 也要不斷與環境的光子信息相互作用,這 B 就不同程度地影響了 A 周圍的光子信息內容,從宏觀的角度來看,是 B 擋住了來自 A 周圍的光子信息,改變了 A 周圍的光子信息場,從大的方面來看,是來自於左方的光子信息能量要多壹些,來自於 A 的右方光子信息能量要少壹些,宏觀表現為 B 對 A 有壹個作用力,這個作用力,是所有物質***有的,稱為萬有引力。

也可以說成是,由於 B 的存在,導致了 A 周圍的光子信息力場的形狀發生了變化,這個力場的形狀發生了變化,本來沒有 B 的時候,物體 A 是壹種平衡狀態,有了 B 以後,光子信息的力場發生了變化,物體 A 的作用力,由於平衡變成了不平衡,人們自然會說,這是物體 B 存在的結果,是物體 B 對 A 的作用力。

[編輯本段]相對論的解釋

其實引力是不存在的。或者說引力只是這種現象的壹種解釋而已。它不同於其他力。

“引力”其實是時空扭曲的表現,舉壹個二維的例子:壹張繃直的橡皮筋網

1.放上兩個質量不壹,體積相同的球,網扭曲了

2.在1的基礎上,讓壹個球在橡皮筋網上作勻速直線運動,直線與(同壹個)球的位置距離越近,軌跡彎區越大

3.在2的基礎上,讓壹個球在橡皮筋網上作勻速直線運動接近兩個質量不等的球,直線與兩個球的距離相同,經過質量大的球,軌跡彎區大

2跟3說明的現象與引力相似,而且也有質量越大、距離越小,引力越大

物體由於慣性沿直線運動,但在扭曲的空間運動,表現出來就是受到引力影響

事實上,引力扭曲的是四維時空。

還有壹個例子:光經過大質量天體時會扭曲,但引力不能作用於光,所以解釋就是光沿直線傳播,在扭曲的時空中運動,就會扭曲。但光還是沿直線傳播

事實上,萬有引力並不是壹種真實的力,比如牛頓說的萬有引力,是萬物之間皆有引力的簡寫。有確鑿證據表明:引力是電場力的作用。卡文迪許的扭秤測出的兩個球之間的引力是“分子間力”。宇宙星體間的作用都是靜電引力或斥力,圓周運動在於帶電星體在另壹星體的磁場中受到了洛侖茲力。

[編輯本段]萬有引力定律

(law of gravitation)物體間相互作用的壹條定律,1687年為牛頓所發現。任何物體之間都有相互吸引力,這個力的大小與各個物體的質量成正比例,而與它們之間的距離的平方成反比。如果用m1、m2表示兩個物體的質量,r表示它們間的距離,則物體間相互吸引力為F=(Gm1m2)/r2,G稱為萬有引力常數。

萬有引力定律是牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》壹書中首先提出的。牛頓利用萬有引力定律不僅說明了行星運動規律,而且還指出木星、土星的衛星圍繞行星也有同樣的運動規律。他認為月球除了受到地球的引力外,還受到太陽的引力,從而解釋了月球運動中早已發現的二均差、出差等。另外,他還解釋了彗星的運動軌道和地球上的潮汐現象。根據萬有引力定律成功地預言並發現了海王星。萬有引力定律出現後,才正式把研究天體的運動建立在力學理論的基礎上,從而創立了天體力學。 簡單的說,質量越大的東西產生的引力越大,地球的質量產生的引力足夠把地球上的東西全部抓牢。