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높은 중력 당기기, 고정 또는 회전 물체가있는 것은 무엇입니까? 왜?

고정 물체는 동일한 치수의 회전 물체보다 더 큰 중력을 가지고 있습니다.

수세기에 걸쳐, 물리적 현상을 설명하기 위해 다양한 이론이 공식화되었습니다. 그러한 현상 중 하나는 지구를 향한 대상의 매력입니다. 고대 세계의 많은 과학자들과 철학자 들이이 관찰을 설명하려고 노력했습니다. 17 세기에 뉴턴은 그의 저서에서 중력에 대한 최초의 명백한 수학적 모델 인 자연 철학의 원리 을 공식화했습니다. 획기적이며 자연 과학에서 새로운 시대를 시작했습니다.

이삭 뉴턴 경과 앨버트 아인슈타인은 지구를 걸어온 가장 큰 마음으로 여겨지고 있습니다. (사진 크레딧 :Mila Kad/Shutterstock)

Newtonian Gravity는 아인슈타인이 그의 일반적인 상대성 이론을 공식화 한 20 세기까지 논의를 지배했습니다.

일반 상대성 이론은 현재까지 가장 정확한 중력 그림을 제공하지만 수학적으로 매우 엄격합니다. 또한 대부분의 응용 분야에서 Newtonian Gravity는 도전적인 수학에 깊이 깊게 들어 가지 않고도 잘 작동합니다. 따라서이 기사의 제목에 제기 된 질문에 대한 답은 Newton의 이론을 사용하여 얻을 것입니다. 상대성을 좋아하는 사람들에게 미리 사과… 일반 상대성에 대한 더 깊은 다이빙을 확인할 수 있습니다.

여기서,

g =보편적 중력 상수 ~ m3/kg/s2

=물체의 질량 a

=물체의 질량 b

r =두 질량 사이의 거리

Earth-Moon 시스템은 Newton의 Universal Mavitation (사진 신용 :Nasky/Shutterstock)을 사용하여 잘 설명 할 수 있습니다.

여기서,

m =원형 궤적에서 회전하는 물체의 질량

v =회전의 선형 속도

r =원형 경로의 반경

= (v/r ) = 각속도 (고정 시간 간격 내에서 회전량)

회전 모션에서 물체의 힘 다이어그램 (사진 크레디트 :Zizou7/Shutterstock)

f cp 대상이 경험하는 진정한 힘입니다. 뉴턴의 3 차 법에 따르면, 힘이 몸에 작용할 때, 신체는 반대 방향으로 동등한 반응력을 가졌다. 따라서, 가상의 원심력, fcf 크기는 같지만 f 방향이 반대입니다. cp .

따라서

여기서, 음수 부호 (-)는 fcp 에 대한 반대 방향을 나타냅니다. .

2 바디 시스템의 역학

물리학에서, 둘 이상의 힘이 입자에 동시에 작용할 때마다, 결과력은 개별 힘의 벡터 합입니다. 벡터 합은 수학적 작동 유사한 입니다 (동일하지는 않지만) 간단한 대수학 첨가에 대한 것이지만 방향 도 고려합니다. 힘의.

더 쉬운 계산을 위해서는 Mass m 가있는 완벽한 구체의 존재를 가정 해 봅시다. 및 반경 r . 구는 infinitesimally 의 컬렉션으로 모델링 될 수 있습니다. 서로 위에 놓인 얇은 (매우 얇은) 원형 디스크. 중앙 디스크의 반경 (적도 선)은 최대입니다. 즉, r , 극의 반경은 0입니다.

구체를 형성하기 위해 서로 다른 반경의 얇은 원형 슬라이스 (사진 크레디트 :Alhovik/Shutterstock)

다음과 같은 경우를 고려하십시오.

사례 1 : 구의 회전하지 않습니다

Mass m 의 작은 물체가 경험하는 중력 , 거리에서 r M에서 :

여기, m >>> m r <<< r (이 근사치는 지구를 공전하는 위성과 유사합니다).

구가 회전하지 않기 때문에 원심력, fg 0입니다. m 의 순 힘 :

사례 2 :구가 회전하기 시작합니다

이제 질량 m 의 구호라고 가정합니다 및 반경 r +z 를 따라 회전하는 축으로 회전하기 시작합니다. 방향. 중력은 :

입니다

중심 및 원심력이 구의 표면에서 작용하기 시작합니다. fcf 적도 (- mw2r) 에서 최대입니다 극에서 최소값 (제로에 접근). 원심력의 크기, f cf 적도와 극에서 :

에 의해 주어진다

따라서 m 의 순 힘 m 의 중력 매력으로 인해 및 m 의 회전 +z 에 대해 축 :

답변

물체의 회전으로 인한 원심력의 개발은 m 에 의해 경험되는 순 힘의 감소를 초래합니다. 적도 평면에서. 순 힘은 적도에서 멀어지고 극에서 최대 값에 도달합니다. 그러나 이러한 중력 풀의 감소는 지구와 같은 느린 회전에 무시할 수 있습니다. 실제로, 중력으로 인한 가속도, g, 적도에서는 9.764 m/s2이고 극에서는 9.863 m/s2입니다.

따라서 고정 물체는 동일한 치수의 회전 물체보다 더 큰 중력을 가지고 있습니다.


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