马特•琼斯

作为教育学。乔治华盛顿大学
一所高中的系主任

马特目前是旧金山一所高中的系主任。闲暇时,马特喜欢与妻子和两个孩子在户外玩耍。

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牛顿万有引力定律

马特•琼斯
马特•琼斯

作为教育学。乔治华盛顿大学
一所高中的系主任

马特目前是旧金山一所高中的系主任。闲暇时,马特喜欢与妻子和两个孩子在户外玩耍。

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牛顿万有引力定律宇宙中所有有大质量粒子的物体都会吸引其他大质量粒子。这种力叫做重力。的万有引力=万有引力常数(一个粒子的质量x其他粒子的质量)/(两个粒子之间的距离)^2

牛顿的万有引力定律,记住牛顿并没有发现万有引力,他只是通过推理意识到万有引力适用于空间中的任何物体但他也意识到两个物体之间的万有引力取决于两个东西;他发现的第一件事是,引力与每个物体的质量成正比所以太大的物体比两个小的物体有更强的引力。他还发现它与它们之间距离的平方成反比。这是什么意思?这意味着地球和太阳的引力在彼此,如果我们有一颗行星和地球一样的大小,但其两倍远,过去的海王星和冥王星,它会有多弱引力相互作用与太阳,与这两个概念,他建立一个普遍规律,是两个物体的质量成正比的m1乘以除以距离的平方。现在当我们说力与它成比例,这意味着它不完全是那个,它不等于那个,但实际上我们必须把这个单位乘以一个常数在这种情况下,它是万有引力常数,我们称之为G G将等于6.67乘以10的负11次方牛顿米的平方除以千克的平方。

那么我们如何使用牛顿的万有引力定律来解决问题呢?我们在空间中取两个物体它们之间有一定的距离我们来确定空间中20万千克的物体之间的引力它们之间的距离是4000米,从中心到中心相距4000米,好的。

首先我们注意到G是一个单位它太大了,我们用科学记数法来表示它所以我想用指数法把整个问题转化成科学记数法。实际上的简化,因为不是这些东西在一起,我可以加减这些指数从对方,我将向您展示如何完成,所以我们先说100000公斤我想,转化为科学的单位现在我可以说,= 1,2,3,4,5或1乘以10的五公斤1乘以10的5公斤是单位的科学记数法,摆脱所有这些0。在这里4000米处,我可以走1 2 3假设4000米等于4乘以10的3次方米,对吧?现在我已经把所有的东西都转化为科学符号了把这些大数代入这个方程会更容易一些?

我们来看看这个等式重力是G乘以m1乘以m2除以距离的平方好的,我们只需要把这些数字代入所以我的G力将再次等于G是6.67乘以10的负11次方牛顿米的平方除以千克的平方好的,我们要乘以m1的平方我要对它平方因为它是,质量是相同的所以它等于1乘以10的5次方乘以1乘以10的5次方所以我可以把它平方这就除以距离的平方。所以d的平方等于4乘以10的3次方我们把单位留在这里,这里是千克,这里是米然后平方?所以拿下来我有6.67乘以10的- 11牛顿·米平方公斤平方*又1 * 10的第五方我可以添加,所以等于1乘以10的10公斤的平方除以4乘以10的第三,这将是16乘以10的6次方,然后把它放在科学记数法我可以说1.6乘以10的7次方和我的单位有平方米好和分离。现在注意到有了G这个常数,我可以消去一些单位所以这里有kg²,我可以把它和上面的kg²消去。这里是米的平方,我可以和这里的米的平方消掉得到6.67乘以10的负11次方乘以1乘以10的负10次方这就等于6.67乘以10的负1抱歉,负1所以负11加10等于1,对吧?这个单位就是牛顿除以1.6乘以10的- 7次方再一次把这个移到上面,我把这个变成- 7得到6.67除以1.6得到4.16乘以10的- 8次方这就是两个物体之间的引力。

这是个很小的数,对吧?这个数字是牛顿,保持我的单位不变这表明引力真的是一个小的力,只是我们在一个如此大的地球上我们有一个相当大的质量乘以我们的质量使引力在地球上看起来更强但当我们在太空中它是相对较弱的力。

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