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求证明质量均匀的空心球体球心处万有引力为零.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/10/07 01:58:56
求证明质量均匀的空心球体球心处万有引力为零.
求证明质量均匀的空心球体球心处万有引力为零(忽略其他干扰、仅有球壳的万有引力)
不必球心处,也不必质量均匀,只要空心球壳的密度分布与方位无关、即只是半径的函数,那么空心内任何一点的引力都是0!
再问: 这题能用高中范围的知识解答吗?
再答: 如果只是证明“质量均匀的空心球体球心处万有引力为零”,那用对称法即可:过球心的任意一条直径(相应的半径介于外球面半径与内球面半径之间)的两端都可取相同的体积元(体积极小而可视为一个几何点,它所含质量就相当于一个质点),其内质量因均匀密度而彼此相等,这两个相同质量的质点对球心处的检验质点的万有引力大小相等、方向相反,于是它俩的合力为零。取所有可取的直径,也就取遍了厚球壳上的所有体积元;每一直径两端质点对球心的引力之和都是零,那么对应所有直径的整个球壳质量对球心的引力也是零。