加载中…
个人资料
用户5716376234
用户5716376234
  • 博客等级:
  • 博客积分:0
  • 博客访问:6,248
  • 关注人气:2
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
相关博文
推荐博文
谁看过这篇博文
加载中…
正文 字体大小:

谈谈引力常数G

(2018-12-17 15:39:06)
标签:

地心说

日心说

开普勒星系三定律

牛顿万有引力定律

谈谈引力常数G

 

吕学山

摘要:介绍了托勒密的地心说,哥白尼的日心说,以及开普勒的行星环绕太阳运动的三条定律,牛顿在开普勒定律的基础上推出了万有引力定律。依据G=4π2k/M, 指出引力常数G的值在不同的星系中是不同的。

关键词:地心说,日心说,开普勒行星三定律,牛顿万有引力定律

 

. 引言

古代人在生产生活实践中,一直观测日月星辰的变化,见到太阳从东方升起,而从西方落下,一年季节轮回的变化,认为地球是宇宙的中心,太阳环绕地球转动。于是托勒密发表了地球是宇宙的中心,静止不动;其他行星、月球、和太阳、在各自的轨道上绕地球运转的地心说。在17世纪"日心说"创立之前的1300年中,从3世纪到17世纪左右,"地心说"一直占统治地位。

随着观测仪器的不断改进,天文观测的准确度愈来愈高。1609年伽俐略通过自制的望远镜观察发现了与地心说矛盾的观测结果。

在此基础上,哥白尼总结发表了"日心说",太阳是宇宙的中心。地球自西向东自转,太阳东升西落,地球一年绕太阳公转一周,而天空看起来像在旋转,其实是地球每日的旋转所造成的。

 

. 开普勒定律

开普勒根据第谷·布拉赫所观察与收集的天文资料,经过精确的计算发现行星环绕太阳的运动遵守三条定律。见图1和图2

谈谈引力常数G

1

谈谈引力常数G

2

1. 椭圆定律:每个行星环绕太阳运动是椭圆轨道,太阳在椭圆的一个焦点处。

2. 等面积定律:一个行星在相等时间内扫过的面积相同。 行星的轨道速度是变化的。

3. 周期定律:每个行星的半长轴的立方和周期的平方的比值K相同,谈谈引力常数G

开普勒定律是一个普适定律,适用于一切二体问题。 二体运动中,行星绕太阳作圆周运动;当有其他引力场存在时,例如其他行星,或者银河系的影响,圆周运动变成椭圆运动。椭圆轨道上的行星的轨道速度和自转速度是变化的,但是总动能是守恒的,也就是平动动能和自转动能相互可以转换的。

开普勒行星运动定律摧毁了托勒密“地心说”,完善了哥白尼的“日心说”。

 

. 牛顿万有引力定律

牛顿发现物体做圆周运动的向心力 谈谈引力常数G。天体之间也存在引力作用,行星沿椭圆轨道绕太阳运动,于是将椭圆轨道简化为圆形轨道处理,并将开普勒第三定律 谈谈引力常数G引入到圆周运动中。

于是行星与太阳之间的引力:谈谈引力常数G,令谈谈引力常数G

得 谈谈引力常数G,这就是万有引力定律公式。

由于 谈谈引力常数GM为中心天体质量,K为开普勒常数),所以G只与M有关,与行星质量m无关。并且 G中体现了椭圆轨道K的特性,因此万有引力暗含着椭圆的运动特性。

宇宙中有成千上万亿个星系。我们所在的太阳系有8大行星,它们的自转和公转作用的影响,全部融入到引力常数G中,因此G在星系中是个常数,但在不同的星系中有不同的值,在太阳系中G=6.67×10-11 N/kg2

万有引力极微小,但天体的质量很大,所以天体之间的万有引力就很大了。

 

. 结论

牛顿万有引力定律 谈谈引力常数G,其中引力常数 谈谈引力常数GM为中心天体质量,m为行星质量,K为开普勒常数)。引力常数G只与焦点处中心天体的质量M有关,与行星m无关。所以 G中隐含了椭圆的开普勒常数K的值,因此万有引力暗含着椭圆的运动特性。

不同的星系中G的值是不同的,在同一星系中G的值是常量。太阳系中的引力常数G=6.67×10-11 N/kg2







0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报/Report
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 电话:4000520066 提示音后按1键(按当地市话标准计费) 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有