Re: [問題] 物理推導
※ 引述《yonex (諸法皆空)》之銘言:
: ※ 引述《newline (可以嗎 楊超緊)》之銘言:
: : 太晚起床了 先一條一條看
: : 應該是"將g代入重力位能" 上式有導果為因的疑慮 而且是不同的立場的兩式
: : mgh他的零位能點是設在地表 而GMm/r 是設在無窮遠處 怎能相等??
: : 而且r理應是從地心算起 而h卻是由地表算起 你的式子卻能 r與h相消????
: 我幫那位高中生推導一下地表高度 h 的位能好了(以下R是地球半徑)
: 其他的 newline 跟 Bluetease 大致上都寫了,對高中生這樣子的敘述是夠了...
: (當然,若能再多講一些關於保守力的現象與本質,就更好了)
: R+h _ _ R _ _
: Ug(R+h)-Ug(R)=-∫ F‧dr -(-∫ F‧dr)
: ∞ ∞
: GMm GMm GMm 1
: =- ------- + ------- =- -------(-------- - 1)
: R+h R R 1+h/R
: ^^^^^^^^^^^^^展成級數
: GMm
: =- ------- { -h/R+(h/R)^2-(h/R)^3+......}
: R
: 由於地球半徑R>>h 所以高次項(h/R)^n,n=2、3、4....可省略
: GMm GM
: 所以Ug(R+h)-Ug(R)≒ - -------(-h/R) = m ----- h
: R R^2
: 但 GM/R^2=地表萬有引力的大小 g
: 所以Ug(R+h)-Ug(R)=mgh≡Ug(h)=從地表算起高度h處的地球引力位能
對了,講一下這裡所謂的M或m,稱為萬有引力質量(gravitational mass),
有別於牛頓第二運動定律 F=ma 中..表達慣性大小的慣性質量(inertial mass)
以前人們翻譯 gravitational mass 為重力質量,我覺得這是不好的翻譯
因為容易簡稱(寫)為重量(weight)
我以前曾經不小心犯過這個錯,後來竟然被newline指證出來
這兩種質量的定義不同,但引起的運動現象是等價的,
稱為等價原理(principle of equivalence)
將慣性坐標系與非慣性坐標系統一處理時
也只有『假設』萬有引力質量與慣性質量為等價物理量,才有辦法展開廣義相對論。
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◆ From: 203.73.225.224
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