如何推出萬有引力定律,萬有引力定律是怎麼樣推到出來的

2022-04-03 22:09:42 字數 2539 閱讀 3787

1樓:

,開普勒有三大天文定律(都是針對行星繞太陽運動的)

行星運動第一定律(橢圓定律):

所有行星繞太陽的運動軌道是橢圓,太陽位於橢圓的一焦點上。

行星運動第二定律(面積定律):

聯接行星和太陽的直線在相等的時間內掃過的面積相等。

行星運動第三定律(調和定律):

行星繞太陽運動的公轉週期的平方與它們的軌道半長徑的立方成正比。

牛頓的萬有引力定律是在調和定律的基礎上提出的假設,並且被科學觀測所驗證。

萬有引力的內容用公式表示就是:

f=g*m1*m2/(r*r)

開普勒的調和定律認為:

t*t/(r*r*r)=常數

如果我們考慮兩個做星體運動的星體,以一個質量為m1的星體做參考系,那麼可以看成質量為m2的星體繞m1做圓周運動,而它們之間的萬有引力提供了它們做圓周運動的向心力。

即: m2*(w*w)*r=g*m1*m2/(r*r)

而w=2*3.14/t帶入上面的式子就可以得到t平方比上r的三次方是定製,也就是開普勒定律所闡述的內容,這樣就證明了牛頓引力定律。

其實科學的講,這不叫證明,因為牛頓定律是牛頓想出來的,再通過一系列科學的觀測資料來核實的,並不能從根源來證明,開普勒也是實驗天文學家,他是通過對天文資料的長期觀測總結猜想出他的三大定律的,物理學的發現往往就是通過猜想的.

2樓:晨光甘露

zyg2506146, 看來也是物理系的,估計比我具有更紮實的數學基本功,但對這個問題的認識還不太清晰。

萬有引力定律的確是「猜」出來的。從開普勒第三定律推導太陽和地球之間引力滿足f=gmm/r^2是嚴格的數學結論,但並不能說明有質量的物體之間都有這樣的引力。

牛頓發覺地面上,比如使「蘋果落地」的力,和天體間的力,都是一種滿足平方反比的力,很自然地(或許當時的歷史條件下是很大膽地?)猜測,這是同一種力,並且世間萬物,天體又或普通物體,都有符合f=gmm/r^2的引力。

「牛頓萬有引力公式是有嚴格的公式推導!!」,但萬有引力定律,是猜的,不是可以從其他理論推匯出的。

當然,樓主的意思,就是進行萬有引力公式的公式推導。如果還是高中生,把軌道當成圓,從開普勒第三定律出發就行了;如果嚴格些,按實際的橢圓軌道來推導,那是相當麻煩的,利用比耐公式,可以從軌道方程推出萬有引力f(r)的形式。

還是先把圓形軌跡時的近似推導給出來吧。對於高中生夠用了。

證明:開普勒第三定律r^3/t^2=c(c是常數)

萬有引力f,形式未知,但一定等於向心力f=mr(2π/t)^2

帶入1/t^2=c/ r^3

f= mr 4π^2 *(c/ r^3)= c』* m/ r^2

因為引力的對稱性f= c」 * m/ r^2

所以f= gmm/ r^2 g是常數

3樓:被註冊的煩惱

看高一物理書吧.這很有難度.

我推不出來.

萬有引力定律是怎麼樣推到出來的

4樓:匿名使用者

牛頓當時的推導思想是這樣的:

假設一個天體繞另外一個天體做勻速圓周運動,這裡我們就假定研究地球m,線速度v,週期是t,繞太陽m,做半徑為r,的圓周運動。

地球和太陽之間的萬有引力提供向力: v=2πr/t

f=mv^2/r

代入f=m﹙2πr﹚²/rt²=4π²mr²/rt²=4π²mr³/r²t²

由開普勒第二定律:長半軸的3次方與週期的2次方之比為定值,既:r³/t²=k′

那麼上式可以寫成:f=4k′π²m/r²

可以看出這個引力f∝m/r²

牛頓當時想到的是這個引力是太陽和地球之間的,既然跟地球的質量m正相關,那麼引力是他們的相互作用力,肯定也與太陽的質量m正相關。於是他大膽得出:

f∝mm/r²

最後寫成了:f=gmm/r²

g為引力常量,為一恆定的係數,後由英國物理學家卡文迪許測出。

5樓:匿名使用者

萬有引力定律是不是通過理論推匯出來的。而是牛頓通過觀察和總結開普勒等人的經驗而發現的。

萬有引力定律怎麼推理出來的

6樓:常回家看看

牛頓當時的推導思想是這樣的:

假設一個天體繞另外一個天體做勻速圓周運動,這裡我們就假定研究地球m,線速度v,週期是t,繞太陽m,做半徑為r,的圓周運動。

地球和太陽之間的萬有引力提供向力: v=2πr/t

f=mv^2/r

代入f=m﹙2πr﹚²/rt²=4π²mr²/rt²=4π²mr³/r²t²

由開普勒第二定律:長半軸的3次方與週期的2次方之比為定值,既:r³/t²=k′

那麼上式可以寫成:f=4k′π²m/r²

可以看出這個引力f∝m/r²

牛頓當時想到的是這個引力是太陽和地球之間的,既然跟地球的質量m正相關,那麼引力是他們的相互作用力,肯定也與太陽的質量m正相關。於是他大膽得出:

f∝mm/r²

最後寫成了:f=gmm/r²

g為引力常量,為一恆定的係數,後由英國物理學家卡文迪許測出。

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