万有引力,又名
-(引力)-相互作用或
-(重力)-相互作用。在一般使用上,常亦称为
-(重力)-。
在
物理学上,
万有引力或
重力是指具有
质量的物体之间
加速靠近的趋势。万有引力即重力相互作用是自然界的四大
基本相互作用之一,另外三种相互作用分别是
电磁相互作用、
弱相互作用及
强相互作用。万有引力是上述相互作用中作用力最微弱的,但是在超距上万有引力仍然具有吸引力的作用。在
经典力学中,万有引力被认为来源于重力的
力的作用。在
广义相对论上,万有引力来源于存在质量对
时空的扭曲,而不是一种力的作用。 在
量子重力中,
引力微子被假定为重力的传送媒介。
在
地球上-(重力)-的吸引作用赋予物体
重量并使它们向地面下落。此外,万有引力是
太阳和
地球等
天体之所以存在的原因;没有万有引力天体将无法相互吸引形成
天体系统,而我们所知的生命形式也将不会出现。万有引力同时也使地球和其他天体按照它们自身的轨道围绕太阳运转,
月球按照自身的轨道围绕地球运转,形成
潮汐,以及其他我们所观察到的各种各样的自然现象。
万有引力
万有引力是两个具有
质量的物体间相互吸引的作用,存在于任何有质量的物体之间。实验表明,万有引力的大小与两个物体的质量分别成正比,与他们
质心间的
距离的
平方成反比,用公式表达为: :
其中、分别是两个物体的质量,为两者质心间的距离,为一个常数,称为
万有引力常数,其值约等于6.67259×10
-11 千克
-1·米
3·秒
-2 。
-(重力)-的量与单位
在一般文献中,-(重力)-(或引力)表示物体在
天体(特别是
地球)表面或附近所受到的万有引力。-(重力)-的量度值一般称为重量。需要注意的是即使在经典力学中,重量也不同于
质量,并不是物体本身固有的属性,而与所处的天体有关。另一方面,天体的
自转使得物体在
地面参照系中表现为受到
向心力(
科里奥利力)的作用。由于一般来说科里奥利力相对于万有引力十分微小,在粗略计算时通常不考虑后者,或者将两者的
合力称为-(重力)-。
-(重力)-的符号是W,公式为W=mg。这里m表示物体的
质量,g表示物体所在点的
重力加速度。
-(重力)-的单位有
牛顿(N)或是
达因(cgs),在MKS制中,1
公斤的物体在地球表面的重量大约是=9.8 。CGS制中,1
克的物体在地球表面的重量大约是重=980。
重力加速度
地球表面重力加速度的数值受高度、
纬度及地球自转的影响。一般计算中g可近似的取作
标准重力加速度,即g=g
n=9.80665 m/s
2 。
两者的微妙差别
在
中国大陆,-(重力)-的确切定义是:在地面或地面附近物体受到
地球吸引的万有引力和随地球自转所需的
向心力相减的
合力。除此之外,-(重力)-和万有引力还有一些微妙的差别,以下列举了一些不同的说法:
- -(重力)-是天体(如地球)对相对微小物体(如皮球)的引力。
- -(重力)-特指地球对物体的引力(这里不包括因物体受到的向心力而耗损的那部分引力)。
另外,在某些文献中,万有引力在本质上也不等于-(重力)-。万有引力所描述的
现象并不依赖于其他特殊的原因。一些理论认为有可能万有引力的存在不取决于力的作用;依照于广义相对论,这的确是正确的。“-(重力)-”特别代表地球产生的吸引力,用“万有引力”代表普遍意义上的物质间的相互吸引力。在专业使用上,“万有引力”是指物体加速靠近另一个物体的趋势,“-(重力)-”则是某些理论用于解释导致这种加速行为的“力”。
在
17世纪艾萨克·牛顿阐明他的万有引力定律前,大多数人对-(重力)-并不了解。尽管牛顿万有引力定律已被
爱因斯坦的
广义相对论上更进一步的解释所取代,但由於牛顿的理论非常简明,且在一般情况下所得结果的准确性与广义相对论并无差别,因此在许多日常实际应用中仍广泛使用。虽然科学界对大多数-(重力)-的性质已经了解,但万有引力的形成原因仍是一个未决的问题,因而-(重力)-研究还是科学上的一个重要课题。
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