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万有引力公式里没矢量,而万有引力是矢量。那么矢量式是怎样的?
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
引力常量
牛顿在推出万有引力定律时,没能得出引力常量G的具体值。G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出。卡文迪许的扭秤试验,不仅以实践证明了万有引力定律,同时也让此定律有了更广泛的使用价值。
扭秤的基本原理是在一根刚性杆的两端连结相距一定高度的两个相同质量的重物,通过秤杆的中心用一扭丝悬挂起来。秤杆可以绕扭丝自由转动,当重力场不均匀时,两个质量所受的重力不平行。这个方向上的微小差别在两个质量上引起小的水平分力,并产生一个力矩使悬挂系统绕扭丝转动,直到与扭丝的扭矩平衡为止。扭丝上的小镜将光线反射到记录相板上。当扭丝转动时,光线在相板上移动的距离标志着扭转角的大小。平衡位置与扭秤常数和重力位二次导数有关。在一个测点上至少观测3个方位,确定4个二次导数值,测量精度一般达几厄缶。 万有引力定律公式
根据扭力系统的构造形状,分为z型、L型和斜臂式扭秤。z型扭秤由一个轻金属制成的z型秤臂、两个质量相等的重荷和一根细金属丝组成的。两个重荷分别固定在z型秤臂的两端。细金属丝将整个系统悬挂起来,组成一套扭力系统。由于两个重荷处于不同的位置,所以,当通过两个重荷的重力等位面Q₁和Q₂。互不平行或弯曲时,两个重荷将受到重力场水平分量的作用。当重力场水平分量gH₁和gH₂的大小和方向不同时,秆臂就要绕着扭丝转动,直到水平旋转的重力矩和扭丝的扭力矩相平衡为止。秤臂偏转的角度除和扭力系统的构造和扭丝的扭力系数有关外,还和两个重荷间的重力变化有关。因此,准确记录扭力系统的偏角,就可以求出重力位的二次导数。由于扭力系统的灵敏度很高,秤臂稳定下来的时间较长。同时还需要在3~5个方向上照相记录,所以,仪器附有自动控制系统,并安放在特制的小房里工作。仪器的操作和测量结果的计算都比较烦琐,每测—个点需要2~3小时,工件效率较低。
扭秤的测量结果用矢量图表示,用一短线表示曲率,矢量方向相应于最小曲率平面的方位,矢量长度表示等位面曲率差大小 。在短线中心以箭头画出总梯度,指向重力增加的方向。
扭秤的灵敏度很高并可测多个参数,但是也有其不足之处。由于具有极高的灵敏度,对于测试环境的要求也很高,易受外界干扰,包括温度、地面震动、大气压强波动、扭丝的滞弹性效应等。因此对于精度要求不高的重力测量工作,一般都是重力仪去完成。但是对于高精度的测量,如引力物理方面的测量,以及高精度仪器的验证以及标定,都需要利用扭秤来完成。因此即便是如今,扭秤在实验物理领域也有着相当重要的地位。
卡文迪许测出的G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg² ,与现在的公认值6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²极为接近;直到1969年G的测量精度还保持在卡文迪许的水平上。
科学意义
万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次解释了(自然界中四种相互作用之一)一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用。它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引力定律取得重大成就的例子。利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量。牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象。他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明。推翻了古代人类认为的神之引力。
对文化发展有重大意义:使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心,解放了人们的思想,在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。
回答于 2019-09-11 08:43:50
会倒推吗?
回答于 2019-09-11 08:43:50
他们没矢量和矢量式区别就在于F和r有一个帽子
回答于 2019-09-11 08:43:50
或者是,万有引力描述的是物质的理想性匀分所产生的场量性;引力的方向性表达,不刚好说明是物质流的存在啰!有流向不就有方向噻!
回答于 2019-09-11 08:43:50
下面的r方是向量的点乘,确实是标量不是矢量,一般在用矢量的时候,写为下面时r的立方,然后再乘一个向量r,万有引力公式本身只表示万有引力大小的计算,算出的就是数值。
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