球體內部質點的萬有引力問題

2020-12-04 騰訊網

由中國科學院、中國工程院兩院院士評出的2012年中國十大科技進展新聞,於2013年1月 19日揭曉,「神九」載人飛船與「天宮一號」成功對接和「蛟龍」號下潛突破7000米分別排在第一、第二。若地球半徑為R,把地球看做質量分布均勻的球體。「蛟龍」下潛深度為d,天宮一號軌道距離地面高度為h,「蛟龍」號所在處與「天官一號」所在處的加速度之比為:

分析:

關於球體內的萬有引力問題,可以藉助勻質球殼的空腔內任意位置處,質點受到的球殼的萬有引力的合力為0.的這個結論。那麼該題目可以把蛟龍號所處的位置為分界面分成兩個部分,一個是半徑為R-H的球體。一個為半徑為H為的外圍部分的球殼,因為球殼對蛟龍號的萬有引力合力為0.所以,蛟龍號受到的萬有引力為一個是半徑為R-H的球體所提供的引力。所以也可以進一步可以知道這樣一個結論:

在勻質球體內部距離球心r處的質點,受到的萬有引力等於球體內部半徑為r 的同心球體對其的萬有引力。

解答如下:

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