万有引力是不是,万有引力是什么,怎么来的

万有引力是怎么样产生的

重力。相信很多人在中学物理课本上都学过。那么你对重力了解多少呢？下面小编为您详细介绍重力的相关知识。

引力是如何产生的:

1687年，艾萨克·牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律。牛顿万有引力定律表述如下:任意两个质点通过连接心脏的直线方向的力相互吸引。引力与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两个物体的化学成分和它们之间的介质种类无关。

在宇宙中，我们几乎找不到任何两个不经过任何物质就能相互作用的遥远物体。不经过任何物质，就不存在“分离空思想，移动事物”这种动作。没有任何物质可以与空产生任何相互作用。如果任何作用发生在任何两个相距遥远的物体之间，它们之间一定有某种相关的物质，它们都可以接触，连接它们，引力也不例外。因为宇宙中所有的物体都是通过能量相互作用的，而只有物质才有能量，能量必须由物质携带。

重力推理基础:

伽利略实际上在1632年就提出了离心力和向心力的初步想法。1645年，布莱恩提出了引力平方比的概念。牛顿在1665年至1666年的手稿中用自己的方式证明了离心力定律，但向心力一词最早可能出现在《论运动》的第一份手稿中。一般认为，离心力定律是惠更斯在1673年出版的《摆钟》一书中提出的。根据1684年8月至10月的手稿《论旋转物体的运动》，牛顿很可能在这份手稿中第一次提出向心力及其定义。

引力与相互作用的物体的质量积成正比，这是从发现引力平方反比定律到发现万有引力定律的必经阶段。牛顿从1665年到1685年用了20年的时间，沿着离心力-向心力-万有引力-万有引力的概念演化顺序，最终提出了“万有引力”的概念和词汇。牛顿在《自然哲学的数学原理》第三卷中写道:“最后，如果实验和天文观测普遍表明，地球周围的所有天体都受到地球引力的吸引，并且它们的引力与它们各自所包含的物质的量成正比，那么月球也根据物质的量受到地球引力的吸引。另一方面说明我们的海洋受到月球引力的吸引；而且所有的行星都是引力相互吸引，彗星也是受太阳引力吸引。因为这个规律，我们必须普遍承认，所有的物体，不管是什么，都被赋予了相互引力的原理。因为根据这个表象，所有物体的万有引力的论点……”

从1665年到1666年，牛顿只用了离心力定律和开普勒第三定律，所以只能证明在圆形轨道上引力的平方反比关系，而不能证明在椭圆形轨道上引力的平方反比关系。1679年，他知道如何应用开普勒第二定律，但在证明方法上没有突破，停留在1665 ~ 1666年的水平。直到1684年1月，哈雷、莱恩、胡克和牛顿才能够证明在圆形轨道上引力的平方反比关系，他们都知道在椭圆形轨道上观测到引力的平方反比关系。但最终只有牛顿能根据开普勒第三定律、离心力定律演化而来的向心力定律以及数学中极限或微积分的概念，用几何方法证明这个难题。

万有引力假说的检验:

牛顿猜想

地球和太阳之间的引力和地球对周围物体的引力可能是同一个力，遵循同一个规律。

推测的基础

(1)行星与太阳之间的引力使行星不能飞离太阳，物体与地球之间的引力使物体不能离开地球；(2)在离地面很高的距离，不会发现重力有明显的减弱，所以这个力一定延伸到很远的地方。

检验的思想

如果猜想正确，月球在轨道上的向心加速度与地面重力加速度之比应该等于地球半径的平方与月球轨道半径的平方之比，即1/3600。

试验结果

地球对地面的引力和对月球的引力是一样的。

重力公式:

规划

两个物体之间的吸引力

重力常数

M1:物体1的质量

M2:物体2的质量

R:两个物体之间的距离(大小)(R代表径向向量)

按照国际单位制，f的单位是牛顿(n)，m1和m2的单位是千克(kg)，r的单位是米(m)，常数g近似等于

g = 6.67×10n·m/kg(牛顿·平方米每平方千克)。

可以看出，排斥力F永远不会存在，也就是说净加速度的力是绝对的。(这个符号约定是为了与库仑定律兼容，在库仑定律中，绝对力表示两个电子之间的力。)

适应性

经典的万有引力定律反映了人类在一定历史阶段对引力的认识。19世纪末，发现水星在近日点的移动速度比理论值快，即发现水星的轨道被收紧，轨道收紧速度的实际值为每世纪42.9”。这种现象不能用万有引力定律来解释，但根据广义相对论的计算，扭转是每世纪43.0〃，在观测误差允许的范围内。此外，广义相对论还能更好地解释在太阳引力作用下，谱线红移、光线偏转等现象。这说明广义相对论的引力理论比经典引力理论领先了一步。

在法拉第和麦克斯韦之后，人们看到了物理实在除了粒子还包括电磁场。电磁场具有动量和能量，可以传播电磁波。这提醒人们万有引力定律也是物理现实，它可以传播引力波。很多人都尝试过检测，但都没有很好的效果。电磁波的传播可以用光子来解释。同样，光子也导致了引力子概念的推导。引力不再是距离作用，而是作为媒介的引力子。但这些都是物理学家正在探索的领域。

经典力学的应用范围以及普朗克常数和光速在true 空中的引入，定义了经典力学的疆域。粗略地说，经典万有引力定律的适用范围也可以用一个量来表示。现在，引入引力半径。g和M分别代表引力常数和产生引力场的球体质量，C是光速。r代表产生力场的球体的半径，如果是这样，可以用牛顿引力定律。对于太阳来说，套用牛顿引力定律是没有问题的；即使对于致密的白矮星，牛顿万有引力定律仍然可以使用；至于黑洞和大爆炸，应该应用广义相对论。

引力常数

牛顿在引入万有引力定律时，未能得到引力常数g的具体值，g的值是卡文迪许在1789年用他发明的扭秤得到的。卡文迪许的扭秤实验不仅用实践证明了万有引力定律，而且使这一定律有了更广泛的应用价值。

扭秤的基本原理是将两个质量相同的砝码连接在一根具有一定高度的刚性杆两端，用一根扭力线穿过平衡杆的中心悬挂起来。平衡梁可以绕着绞线自由转动。当重力场不均匀时，两个质量的引力不平行。这个方向上的微小差别，造成两个质量的水平分量很小，并产生一个扭矩，使悬挂系统绕着绞线旋转，直到与绞线的扭矩达到平衡。扭结上的小镜子将光线反射到记录板上。当绞合线旋转时，光在感光板上移动的距离表示绞合角度。平衡位置与扭秤常数和重力势的二阶导数有关。在一个测量点观察至少三个方向，并确定四个二次导数值。测量精度一般可达几个厄缶。

根据扭转系统的结构和形状，可分为Z型、L型和斜臂型扭转秤。Z形扭秤由轻金属制成的Z形平衡臂、两个质量相等的重物和一根细金属丝组成。两个重物分别固定在Z形称重臂的两端。细导线悬挂整个系统，形成一个扭转系统。因为两个载荷处于不同的位置，当经过两个载荷的重力等势面Q和Q时。当它们不平行或不弯曲时，这两个重物将受到重力场水平分量的作用。当重力场的水平分量GH和GH的大小和方向不同时，杆臂会绕着绞线旋转，直到水平旋转的重量力矩与绞线的扭矩达到平衡。力臂偏转的角度不仅与扭转系统的结构和扭绞线的扭转系数有关，还与两重载荷之间重力的变化有关。因此，通过精确记录扭转系统的偏转角，可以得到重力势的二阶导数。由于扭转系统的高灵敏度，平衡臂有很长的稳定时间。同时需要3 ~ 5个方向的照片。因此，该仪器装有自动控制系统，并放置在一个特殊的小房间内工作。仪器的操作和测量结果的计算比较繁琐，每个测量点需要2 ~ 3个小时，工件效率低。

扭秤的测量结果用矢量图表示，短线表示曲率，矢量方向对应最小曲率平面的方位，矢量长度表示等势面的曲率差。用短线中心的箭头画出总梯度，指向重力增加的方向。

扭秤灵敏度高，可以测量很多参数，但也有缺点。由于其灵敏度高，对测试环境要求高，易受外界干扰，包括温度、地面振动、大气压力波动、绞线的非弹性效应等。因此，重力仪一般用来完成精度要求不高的重力测量。但是对于高精度的测量，比如重力物理的测量，以及高精度仪器的检定和校准，就需要使用扭秤来完成。因此，即使是现在，扭秤在实验物理领域也起着非常重要的作用。

卡文迪什测得的g = 6.67×10N·m/kg非常接近目前公认的值6.67×10N·m/kg。直到1969年，G的测量精度还停留在卡文迪许的水平。

科学意义

万有引力定律的发现是17世纪自然科学最伟大的成就之一。它统一了地面物体和天体的运动规律，对未来物理学和天文学的发展产生了深远的影响。它第一次解释了(自然界四大相互作用之一)一个相互作用的基本规律，在人类认识自然的历史上树立了一个里程碑。

万有引力定律揭示了天体运动的规律，广泛应用于天文学和航天导航计算。为实际天文观测提供了一套计算方法，只需少量观测数据就能计算出天体的长周期轨道。科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现，都是应用万有引力定律取得巨大成就的例子。利用万有引力公式，开普勒第三定律等。，我们也可以计算出不能直接测量的天体的质量，比如太阳和地球。牛顿还解释了月球和太阳引力引起的潮汐现象。根据万有引力定律和其他力学定律，他还成功地解释了地球两极是平的原因和地轴的复杂运动。推翻了古代人类关于上帝引力的思想。

对文化的发展意义重大:它树立了人们理解天地间各种事物的信心，解放了人们的思想，对科学文化的发展起到了积极的推动作用。

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