地球与月球之间的万有引力怎么计算结果是多少?

2024-11-16 01:15:05
推荐回答(2个)
回答1:

应该选择:
B地球与月球间的万有引力将变小
D月球绕地球运动的周期将变短

原因如下:
1、为什么选择D?
设地球质量为M,月球质量为m,地月距离为r,万有引力为F,月球离心力为f,月球运动线速度为V。
F=GMm/(r^2)
f=mV^2/r
即:
GMm/(r^2)=mV^2/r
GM/r=V^2
V=√(GM/r)
因为M增加,所以V增加。即:周期变短。
所以,应选D。

2、为什么选择B?
因为F=GMm/r^2
m在减少,M在增加,且M的增加量,恰好为m减少的量,设其变化量为n,且M远大于m,m远大于n。
在此情况下:
Mm-(M-n)(m-n)
=Mm-Mm-n^2+n(M-n)
=n(M-n)-n^2
因为:M远远大于n,
所以:M-n>n,
即:
Mm-(M-n)(m-n)=n(M-n)-n^2>n×n-n^2=0
Mn>(M-n)(m-n)。
也就是,随着搬运矿物质的增加,地月质量的乘积在减小,因此F将减小。

回答2:

月球质量7.349×1022千克,地球质量5.965×1024千克,月球公转速度1.023×103米/秒,地月距离3.844×108米,G=6.67×10-11牛·米2/千克2。
地月凝聚力F=GmM/r2=6.67×10-11×7.349×1022×5.965×1024/(3.844×108)2=19.79×1019牛
地月离心力F=mv2/r=7.349×1022×(1.023×103)2/3.844×108=20×1019牛
太阳质量1.9891×1030千克,月球绕太阳的公转周期是1年(365.24219日),月球绕太阳的公转速度2.9783×104米,日月平均距离149 597 870千米(1.5亿千米) (1天文单位)=1.496×1011米。
日月凝聚力F=GmM/r2=6.67×10-11×7.349×1022×1.9891×1030/(1.496×1011)2=43.56×1019牛
日月离心力F=mv2/r=7.349×1022×(2.9783×104)2/1.496×1011=43.57×1019牛