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  • 詳細(xì)證明均勻球殼對(duì)外一點(diǎn)的萬(wàn)有引力等效于質(zhì)量集中于球心的引力

    詳細(xì)證明均勻球殼對(duì)外一點(diǎn)的萬(wàn)有引力等效于質(zhì)量集中于球心的引力
    物理人氣:246 ℃時(shí)間:2020-05-09 15:25:43
    優(yōu)質(zhì)解答
    因?yàn)槭蔷鶆蚯驓?對(duì)球殼外一點(diǎn)到球心聯(lián)線,作為x軸,球心為原點(diǎn)建立立體直角坐標(biāo)系.
    易知,若有引力,必然在x軸上(對(duì)稱原理).
    可以只考慮球殼各點(diǎn)在x軸方向上的引力分力,以x軸的垂面劃分球殼,可以知道對(duì)球殼上一點(diǎn),位于該點(diǎn)所在垂面的所有點(diǎn)是一個(gè)圓,且其分力一致.統(tǒng)一到二維直角坐標(biāo)系
    設(shè)球半徑R,面密度K.球心距質(zhì)點(diǎn)r(r>R),質(zhì)量m.
    對(duì)一點(diǎn)x,有其高y*y=(R*R-x*x)
    而此點(diǎn)所在圓的周長(zhǎng)正是2*pi*y,質(zhì)量2*pi*y*K,引力分力為
    [(2*pi*K*y*m)/((r-x)^2+y*y)]*[y/根((r-x)^2+y*y)]=2*pi*K*m*(R*R-x*x)/(R*R+r*r-2*r*x)^1.5
    對(duì)其進(jìn)行[-R,R]的積分,就行了
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