牛顿万有引力定律的数学表达式
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发布时间：2024-02-09 20:40
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时间：2024-09-07 06:54
牛顿当年知道的数据:月球的公转周期T(T=27.3天),月地之间距离R=3.84*10^8米,地面附近的重力加速度g=9.8m/s^2,地球半径R地=6.4*10^6米(其实当年牛顿并不知道这个数据,他是根据海员用的方法来算地球的半径)
1.月球绕地球做圆周运动的向心力假如是由万有引力提供的,那么它的向心加速度a=GM/R2=g*R地^2/R^2=9.8*(6.4*10^6)^2/(3.84*10^8)^2m/s^2=2.72*10^(-3)m/s^2
(GM=g*R地^2,是黄金代换公式,M是地球质量,G引力常数)
2.根据月球绕地球做圆周运动,向心力公式得到:
a=2πR/T)^2/R=4π^2R/T^2=4*π^2*3.84*10^8/(27.3*24*3600)^2m/s^2=2.74*10^(-3)m/s^2
在误差范围内这两种方法求得的向心加速度相同
这样牛顿的猜想得到了检验.
万有引力定律的推导过程：
①太阳和地球之间的引力提供地球绕太阳做匀速率圆周运动的向心力；
②向心力用带有周期的公式来描述；
③得出：引力与地球的质量成正比，与距离的平方成反比；
④再利用牛顿第三定律得出：引力还与太阳的质量成正比；
⑤最后用地球和月亮之间的引力也满足此关系的佐证，得出万有引力定律。
