经典力学

牛顿万有引力定律

牛顿万有引力定律

攀登珠穆朗玛峰的顶峰是困难的,但它比你想象的要简单一些,因为人们在爬到山顶时体重会减轻。让 W E W_E 相当于一个人在珠穆朗玛峰上的重量 W 年代 W_S 是他们在海平面上的重量。的价值是什么 1 W E / W 年代 1-W_E / W_S ?

细节和假设

  • 假设地球(珠穆朗玛峰除外)是一个质量球 6 × 1 0 24 公斤 6 \ * 10 ^ {24} ~ \ mbox{公斤} 和半径 6 370 公里 6370 ~ \ mbox{公里}
  • 珠穆朗玛峰的顶部是 8 848 8848 ~ \ mbox {m} 在地球表面之上。

如果月球从地球的另一边从你(上图中的A)移动到对面的一边(上图中的B),月球对你的引力大约占多少百分比(有质量) 65 公斤 65 \文本{公斤} )增加,假设地月(中心到中心)距离为 3.55 × 1 0 8 3.55 \times 10^8\text{m} 地球的半径是 6.37 × 1 0 6 ? 6.37 \times 10^6\text{m}?

假设地球和月球都是完美的球体,地月距离是恒定的。

如果两个质量不同的粒子之间引力的大小 5.5 公斤 5.5 \文本{公斤} 而且 2.9 公斤 2.9 \文本{公斤} 2.7 × 1 0 12 N 2.7 \乘10^{-12}\text{N}, 在万有引力常数的条件下,两个粒子之间的近似距离是多少 G 6.67 × 1 0 11 N 2 /公斤 2 ? G = 6.67 \ * 10 ^ {-11} {N} \ cdot \ \文本文本{m}{/公斤}^ ^ 2 \文本2 ?

中子星的质量等于太阳的质量,也就是 2.1 × 1 0 30. 公斤 2.1 \times 10^{30}\text{kg}, 但半径只有 7 公里 7{公里}\文本。 恒星表面的近似重力加速度是多少?

假设和细节

  • 万有引力常数是 G 6.67 × 1 0 11 N 2 /公斤 2 G = 6.67 \ * 10 ^ {-11} {N} \ cdot \ \文本文本{m}{/公斤}^ ^ 2 \文本2。

地球的内部结构是一层一层的球形外壳,就像洋葱一样。假设某颗行星的内核和外壳的内部结构类似,如图所示。核心的半径是 R R 外壳的内外半径是 R R 而且 2 R 2 r, 分别。如果核的质量是 4.1 × 1 0 24 公斤 M=4.1 \ * 10^{24}\text{kg} 最外层的是 4 4米, 距离为的粒子的近似重力加速度是多少 R R 从外壳的表面?

  • 万有引力常数是 G 6.67 × 1 0 11 N 2 /公斤 2 G = 6.67 \ * 10 ^ {-11} {N} \ cdot \ \文本文本{m}{/公斤}^ ^ 2 \文本2。
  • R 5.5 × 1 0 6 R = 5.5 \ times10 ^ 6 m。
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