如何證明在計算均勻球體對外部一質點的萬有引力時可以將球視為質量集中於球心?

時間 2021-06-30 20:11:31

1樓:Asitrix

看沒人來回答,我來說一下方法,但是本人怕麻煩,答題以來一直不想自己寫公式,見諒

方法從難到易,只說我會的

第一種方法,用微積分,把球體劃分成質量微元,考察它對外面一質點的引力,然後疊加起來。難點在於三重積分的計算有點繁瑣

第二種方法,也是用微積分,先計算圓盤對軸線外一質點的引力,再把球分成無數個圓盤疊加起來,雖然要算兩個積分,但是二重積分和一重積分比以上的三重積分簡單

第三種,用電磁學的高斯定理,對於任何平方反比的力,高斯定理都成立,引力的高斯定理只需要把引力和質量的比看成引力強度,把真空電容率看做1/4πG就行了。證明思路是求出球對外部任何一點的引力強度,和把球的質量集中在一點的時候的引力強度對比就行了。

如果不能用微積分,也不能用高斯定理,那只能用極限法了

第四種,極限法,質點和球足夠遠的時候,對質點來說球就是乙個點。這個方法不能解釋質點和球靠近的時候為什麼也可以把球當做質點。

另外,如果這個球的構成物質是流體或者引力特別強,那在比較靠近的時候也不能把球當做點,因為質量會重新分布

如何用簡單的方法證明 在周長一定時,圓的面積最大 ?

特有風格 我也來發表一下我自己的想法。關於這乙個周長一定面積最大的問題,我們可以用 長度的利用率 來說明一下為什麼圓是恰到好處的利用了每一單位的周長,沒有一丁點浪費。1,在每乙個不規則的封閉圖形內部都可以任意找乙個點,我們暫且當作這個點為該圖形的 中心 2,我們現在來考慮一下外圍的周長怎麼樣才能和這...

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