1、引力势能公式微积分推导过程如下图,mgh适合地面上g不变化的情况,而GMm/r适用于太空。
2、引力势能公式普通推导过程如下:
在太空中所受的万有引力 相当于人在地球上所受的重力一般,是一个保守力(做功只与初末位置有关)
然后我们假设在太空中有这样的两个星体AB,质量分别为M1,M2,相距r1。
当B星体向它们的连心线AB(其实就是万有引力的方向上)向外移动一段距离△r时,
其距离改变为r2 ,r1+△r→r2,考虑△r很微小,可近似为r1=r2。
同时在改变的过程中由于△r很微小,∴它们的万有引力是不变的。
所以:万有引力在由r1+△r→r2所做的功就是W1=Gm1m2/r1²×△r=(Gm1m2/r1r2)×(r2-r1)
=Gm1m2/r1-Gm1m2/r2
同理考虑无穷个这样的△r可得W2= Gm1m2/r2-Gm1m2/r3
W3=Gm1m2/r3-Gm1m2/r4
W4=Gm1m2/r4-Gm1m2/r5
…………………………
WN=Gm1m2/r n-1 -Gm1m2/rn
然后累项相加得W1+W2+W3+W4……+WN=Gm1m2/r1-Gm1m2/rn
因为N趋近于无穷大,所以Gm1m2/rn就为零了∴从原处到无穷远的万有引力做功为-Gm1m2/r1,又因为 W万=EP1-EPN=
-Gm1m2/r1,EPn=0 所以EP1=-Gm1m2/r1 所以得星体A在原来的万有引力势能为EP1=-Gm1m2/r1 ∴对于任意星体都满足E=-GMm/r
扩张资料:
引力势能证明
以地球为例,设地球质量为M,其无穷远处为势能零点,则当质量为m的物体自无穷远处移动到距离地球r处时,引力消耗势能做功为
Wp=
其中
为移动过程中的任意微小位移。
对于距离地球x初的质量体m,其引力F=
,
则当质量m由无穷远处移动到距地球r处,有
Wp=
=
解得Wp=
当质量体m由无穷远处(零势能点)移动到距离地球r处,引力做功Wp=
,即引力势能减少了这么多,则该处的引力势能
Ep=0
=
参考资料来源:百度百科-引力势能
求引力势能公式推导过程
所以:万有引力在由r1+△r→r2所做的功就是W1=Gm1m2\/r1²×△r=(Gm1m2\/r1r2)×(r2-r1)=Gm1m2\/r1-Gm1m2\/r2 同理考虑无穷个这样的△r可得W2= Gm1m2\/r2-Gm1m2\/r3 W3=Gm1m2\/r3-Gm1m2\/r4 W4=Gm1m2\/r4-Gm1m2\/r5 ………WN=Gm1m2\/r n-1 -Gm1m2\/rn 然后累项相加得W1+W2+W...
引力势能公式怎么推导
当B星体向它们的连心线AB(其实就是万有引力的方向上)向外移动一段距离△r时,其距离改变为r1+△r→r2,考虑△r很微小,可近似为r1=r2。所以:万有引力在由r1+△r→r2所做的功就是Gm1m2\/r1-Gm1m2\/r2。任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力,自然界中最普遍的力,简称引力。
初中生也可以看懂的引力势能公式推导
引力势能公式为:E p = -G * (M * m) \/ r。其中,E p 表示势能,G为引力常数,r为质心间距离,M和m为质量值。推导过程如下:设想物体在力F作用下从点A运动至无穷远,整个过程中引力做的总功为负的引力势能。理解势能为系统储存的能量,能转化为其他形式。在特定情景中,物体在a点有势能,...
引力势能的公式
引力势能表达式是E=-GMm\/r。是标量,单位为焦(J)G为引力常数,M为产生引力场物体(中心天体)的质量,m为研究对象的质量,r为两者质心的距离。势能是指物体(或系统)由于位置或位形而具有的能。例如,举到髙处的打桩机重锤具有势能,故下落时能使它的动能增加并对外界做功,把桩打入土中;张开...
引力势能公式怎么推导的?
在引力场中具有的能叫做引力势能,物理学中经常把无穷远处定为引力势能的零势能点,引力势能表达式是E=-GMm\/r。引力势能是标量,单位为焦(J)G为引力常数,M为产生引力场物体(中心天体)的质量,m为研究对象的质量,r为两者质心的距离。人们熟知的重力势能是引力势能在特殊情况下的表达形式。
万有引力做功公式的推导以及引力势能公式的推导?
F=GMm\/r^2 在这个力的作用下向M移动一小段距离dr,这个过程中可以认为F不变,做功 dW=Fdr=GMmdr\/r^2 将上面的式子对r从正无穷到r0积分,可以得到 W=GMm\/r0 这就是万有引力对物体从无穷远到r0做的功,也就是物体在该过程中减小的势能,所以物体在r0处的势能(无穷远处为零)Ep=0-W=-GMm...
引力势能的公式
根据万有引力定律得到的引力场的公式是:F=GMm\/R^2 (R为两者质心的距离)由于引力势能是指物体(特别指天体)在引力场中具有的能,而物理学中经常把无穷远处定为引力势能的零势能点。常用的的重力势能是引力势能在特殊情况下的表达形式。势能等于将其中一个物体拉到无穷远处克服引力所作的功。因此...
重力势能是万有引力势能在地球表面的特殊情形下的近似 只不过势能零 ...
重力势能E=-GMm\/(R+h)所以如果物体从高度h下落到地面,引力做功 W=-GMm\/(R+h)+GMm\/R =GMm[1\/R-1\/(R+h)]=GMmh\/R(R+h)利用黄金代换公式,GM=gR²,代入上式 W=mgh\/(1+h\/R)由於h<<R,h\/R≈0,所以得到W=mgh 以地面为零势能点,则高度h的物体具有的重力势能就是mgh ...
引力势能和重力势能的微积分公式怎么推导?
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引力势能的公式
引力势能的描述基于经典的公式 E=-GMm\/r,其中E代表势能,单位为焦耳(J)。G是引力常数,M是中心天体的质量,m是物体的质量,而r是两者质心的距离。它是一个标量,用来衡量物体由于与引力场的相对位置而具有的能量。势能是物体因位置或形态改变而储存的能量,如举高的重锤和张开的弓。物体在某个...