地球的公转半径含义,地球公转半径是多少公里

首页 > 国学 > 作者:YD1662023-04-17 00:15:43

若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即: ω=2π/T(周期)。如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为 mrω^2=mr(4π^2)/T^2(注意:这个公式其实就是牛顿第二定律)。 另外,由开普勒第三定律可得 r^3/T^2=常数k', 那么沿太阳方向的力为 mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2

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由作用力和反作用力的关系(牛三定律)可知,太阳也受到以上相同大小的力。从太阳的角度看, (太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2 是太阳受到沿行星方向的力。因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m。由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为牛顿力(万有引力)。如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为 牛顿力(万有引力)=GMm/r^2。

这个过程,跟我们地球上的推导过程一样。可是在“泡世界”里的X星人看来,这个向心力完全不需要有,把它作为一个假想力存在,没有什么不可以,很容易接受。

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关于“泡世界”X星人空间弯曲的总结

从前面的分析我们可以看出:X星人,在不需要万有引力的情况下,考虑空间弯曲,直接用惯性定律和牛顿第二定律就推导出来,跟地球人一样得到了万有引力公式,只不过在X星人看来这种力是一种假想力是不存在的。跟我们地球人的科里奥利力的思路是一样的。

关于地球科学发展的脑洞理解

写到这里,我想到了拉格朗日广义坐标系。例如,对约束在空间固定曲线上运动的质点,可用自始点计量的路程s作广义坐标。对于地球绕日公转,如果把轨道看做是圆周运动的话,我们可以选取地球轨道作为广义坐标,那么这个坐标就是一个绝对静止的坐标系,行星的轨道运动就是一种惯性运动,万有引力是不存在的。也许空间弯曲的理念一直扎根在拉格朗日的脑海里,只不过他没说出来。同样的话伽利略也说过“地球绕日公转是惯性运动。”。其实爱因斯坦也是几乎相同的思路。我不禁在想,是不是牛顿的万有引力定律祸害了我们几百年?

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地月之间的拉格朗日点

可能会有人以为,写到这里,老郭一直都在玩数学游戏,其实并不是。对于从来没有感受过引力效果的X星人来说,他们坚信没有引力,甚至天体相互吸引这种想法,根本不会出现在他们的念头里,相反,他们如果采用广义坐标系来研究问题,这种坐标系是基于实际的物体运动轨迹,是一个真实的坐标系。所以空间弯曲的想法会自然而然地在他们的脑海里产生。

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