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万有引力公式中各量分别指什么(万有引力公式中m和m分别表示什么)

来源:原点资讯(www.yd166.com)时间:2023-11-02 10:31:19作者:YD166手机阅读>>

将地球推离太阳,要用多大的力?这个力量,若换算成钢丝绳要多粗?

《流浪地球》是刘慈欣创作的中篇小说,小说讲述了太阳即将毁灭,人类不得不带着地球离开太阳系的故事。小说中利用1万座行星发动机产生的推力,试图将地球推离太阳系,靠谱吗?

万有引力公式中各量分别指什么,万有引力公式中m和m分别表示什么(1)

若要使地球离开太阳系,首先要摆脱太阳对地球的巨大吸引力,即万有引力。

什么是万有引力定律?

万有引力定律是牛顿发现的一种自然规律,即任何两个物体之间都存在着相互的吸引力,该引力大小与它们质量(或俗称重量)的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。万有引力公式如下:

万有引力公式中各量分别指什么,万有引力公式中m和m分别表示什么(2)

公式中各参数含义:

1、G,是一常数,值约为:6.67×10-11N·m²/kg²,其中的N表示牛顿(力量的国际标准称呼,可以简单理解1千克等于10牛顿)

2、m1、m2,表示两个物体的质量,单位是公斤

3、r2,表示两个物体单距离的平方,距离单是米

任何两个物体都会遵循这个定律,比如:我们能够站在地面上,扔起的石头落下来,月亮能够围着地球转,地球绕着太阳转,都是由于万有引力的作用。

月球与地球间的引力有多大?

在讨论地球与太阳之间的引力大小之前,我们先来看看月球与地球之间的引力。

1、地球的质量大小:

地球的质量大小,也就是说地球有多重?5970000000000000000000 吨,后面19个0,

2、月球的质量大小:

月球的质量大小为7342000000000000000000吨,约为地球的1/81。

3、地球、月球之间的距离

月球与地球的平均距离约38.44万千米,大约是地球直径的30倍。

4、地球、月球之间的万有引力大小

将上面的数据代入公式,可以得到地球、月球之间的引力大小约为1.99 x 10^20牛顿。

地球就像用一根非常粗的绳子,牢牢地把月球拴住,使劲拉着月球围着自己旋转,这样的力量也导致了月球只有一个面向着地球,这叫潮汐锁定。

万有引力公式中各量分别指什么,万有引力公式中m和m分别表示什么(3)

5、若换算作钢筯的话,要用多粗的钢筋,地球才能拉住月球?

可以通过下面公式的计算:F0=K′*D2 *R0/1000
式中
F0 钢丝绳最小破断拉力,单位为kN;
D钢丝绳公称直径,单位为mm;
R0钢丝绳公称抗拉强度,单位为MPa;
K′某一类别钢丝绳的最小破断拉力系数

假如把绳子换作钢筋的话,这钢筋的直径大约有712公里,也就是说必须用这样粗的钢筋,地球才能将月球牢牢地拴住。

有兴趣地朋友可以自己算一下,钢筯取500MPa抗拉强度。

太阳与地球之间的引力大小

利用万有引力公式可以算出,太阳与地球之间的引力大小为:3.57*10^22牛顿,大约为地月之间引力的180倍,换算成钢筯的话,钢筋直径为9520公里。想一想这力量有多大?

如果要将地球拉离太阳系,力量要大到足以挣断直径为9520公里的钢筋。

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