万有引力是什么意思,万有引力定律公式推导(3分钟带你了解万有引力)

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如何思考重力

–乔恩·伯格曼

万有引力是什么?

我想大多数人都会说:“向上移动的东西一定会掉下来,这就是万有引力!” 这种想法并没错,但你知道吗?真正的万有引力并不完全如此!

从学术角度来讲,万有引力是一个公式:。其中G是万有引力常数,M1、M2分别是相互吸引的两个物体的质量,R是他们之间的距离。这个公式并没有看起来得那么简单!

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这个公式到底表示什么意思呢?

这个公式表示任何物体之间都会互相吸引,也就是说,如果你有两个物体–随便两个东西–都会互相吸引。我们想想看,假设你在悬崖边向下扔一块石头,会出现什么情况?

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我们都知道石头会掉在地上。但仅此而已吗?是否还会有其他事情发生呢?很明显,万有引力定律说的是两个物体相互吸引,也就是说石头和地球是互相吸引的。所以当石头落向地球的同时,地球也会“落”向石头。

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你一定会问我:“地球会朝着石头向上“落”吗?”

是的!我就是这个意思。我们看不到地球朝着石头往上“落”的原因是因为两个物体会按自身质量的比例向对方移动,地球的质量要比石头的质量大得多,所以地球只移动了一个非常非常小的距离,而石头本身质量非常小,因此它相对于地球而言移动得要远得多。

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为了让你更好地理解万有引力,我们来看看另外一个例子:假设有两个年轻人穿着宇航服漂浮在外太空,且远离所有行星和恒星。这时我们会发现他俩是互相吸引的。因为他们有质量,所以他们会移向对方。他们会被对方吸引,这就是万有引力!

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或许,我再举一个例子就会让你更容易地理解万有引力了。你试过同时玩两块磁铁吗?就是有南极和北极的磁铁。当你让两块磁铁彼此靠近,它们会互相吸引并对接起来,并且吸引力会随着它们的距离越近逐渐变大。试着把物体的质量想象成磁铁的强度,而物体间的距离就好比两块磁铁之间的距离。但是我需要强调的是,这并不是说万有引力和磁力是一样的东西,只不过是它们有类似的行为。

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我们回想一下宇航员。宇航员在月球上的体重比地球上的轻。为什么呢?我们知道月球质量是地球质量的1/6,因此月球对航天员的引力就小一些,就好像月球是一块较弱的磁铁,它们之间的吸引力就没有宇航员与地球之间的吸引力大。

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此外,物体之间的距离也很重要。当我们玩磁铁的时候,磁铁间的吸引力在它们彼此接近的时候逐渐变大,同样的情况也适用于万有引力。例如,太阳是地球附近质量最大的物体,因其质量非常庞大,所以操控了整个太阳系内大部份的万有引力,但由于它与地球的距离较远,所以即便说太阳是一块巨大的磁铁,它和地球之间的吸引力并没有那么强。

让我们再复习一下万有引力定律的公式:。我们可以看到万有引力对应一个数值:万有引力常数G乘以第一个物体的质量M1,再乘以第二个物体的质量M2–假设M1表示太阳的质量,而M2表示地球的质量–然后除以它们之间距离的平方,这样就得出了太阳和地球之间的万有引力。

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现在,你也可以输入你的质量与地球的质量,以及你与地心距离的平方,这样就可以得出你受到地球的引力和地球被你吸引的力了。

万有引力究竟是什么?

现在,我们就可以肯定地说万有引力表示任何物体之间都会被互相吸引。此外,你可能还会好奇万有引力是怎么形成的?为什么两个有质量的物体会彼此吸引?答案是–我们不知道!对科学家们来说,万有引力的成因至今仍是个谜,我们始终没有得出一个确凿的结论。

关于万有引力的成因是科学界最大的未解之谜之一!

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