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高中物理/万有引力

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为什么卫星在广播MTV时会绕地球运行?想想看,如果它们的速度慢一点,就会掉下来;如果它们的速度快一点,就会飞走。

卫星的轨道距离与夏奇拉甩头发时的头发距离有多远,其原理基本相同。速度越快,距离越远。

牛顿根据万有引力定律观察到月球绕地球运行的事实。

= 万有引力常数。 = 第一个物体的质量。 = 第二个物体的质量。 = 从 的中心到 的中心的半径。

这里我们关注的是 R。公式要求卫星离引力越远,它需要以越慢的速度运行才能保持轨道。

比萨斜塔实验

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据说伽利略从比萨斜塔上扔下两个不同质量的保龄球,但这一点存在争议,许多人认为这只是一个思想实验。直觉上认为,在没有空气阻力的情况下,较重的物体应该下落更快,但这并不正确,因为事实证明它们同时下落。上面的力公式证明,在其他条件相同的情况下,较大的物体受到的力更大( 是我们在这里关注的…它们是可互换的)。我们知道,托起一个人的肌肉比托起一根羽毛需要更强壮。那么,为什么更重的物体不会下落更快呢?一个词,惯性。你可能已经注意到,扔棒球比扔保龄球更容易。地球也是如此。你可能认为,适用于你的规则不适用于地球,但它们是适用的。为了产生与对质量为其一半的物体相同的加速度,地球需要对质量为两倍的物体施加两倍的力,因此,力为两倍这一事实被惯性也为两倍这一事实抵消了。当然,这忽略了空气阻力。由于这个原因,抛射一个固定距离的飞盘球比抛射一个棒球需要更多的能量。在没有空气阻力(在真空中)的情况下,一个普通的飞盘球比一个棒球更容易抛射到一个固定的距离,无论多么难以置信。

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