物理問題,關於引力和自由落體,用積分解

2022-06-07 21:16:38 字數 4794 閱讀 3204

1樓:o獨孤幽夢

距離肯定很長,可視為質點。

由動能定理,mgh=mc^2/2

x=gt^2/2

聯立,可解得:

x=c/√(2g)

t=c/g

2樓:c雲

設地球半徑r,動能定理,mgh=[mc^2]/2gh=∫[(gm)/r^2]dr(積分下標是r,上標r+x)=-gm[1/(r+x)-1/r];代入上式

x=0.5*(c^2)(r^2)/[gm-0.5(c^2)r]時間t算起來太麻煩,s=0.

5at*t,意味著要做兩次積分,怎麼算我得翻書複習一下,你小小年紀又那麼喜歡化學,去搞這道沒道理的物理題目幹啥,還是國慶快樂吧

僅供參考

3樓:

規定無限遠處引力勢能為0,於是物體在某個引力質心附近具有的引力勢能的表示式為ep=-gmm/r

假設不考慮狹義相對論帶來的質量增加(如果考慮的話,光速的物體質量是無限大)

砸到地球的話 考慮砸在地表 末狀態的引力勢能是-gmm/r r是地球半徑 初狀態引力勢能是-gmm/x 由能量守恆定律得 -gmm/x=(1/2)mc^2-gmm/r 地球質量是5.9*10^24kg 地球半徑6400km 你可以代數運算 這是被逼的這麼算 理論成立 不過絕對得不到你想要的結論

4樓:匿名使用者

1樓、4樓的錯誤在於用策略勢能mgh,這是在地球表面很小範圍內能使用的,即物體受到的地球引力是個常量mg。

2樓的計算方法是正確的,但計算過程有誤:

「根據積分公式:dy=dx/x^2 則 y2-y1=1/x1-1/x2

所以從無窮遠到地球半徑做功積分 w=gmm/r^2-0」

應該是:所以從無窮遠到地球半徑做功積分 w=0-(-gmm/r)=gmm/r

3樓的錯誤在於不應該用地球半徑6400km代數運算,因為用「地球質量是5.9*10^24kg 地球半徑6400km 你可以代數運算」「-gmm/x=(1/2)mc^2-gmm/r」根本不成立。

樓主的題目成立的前提是將地球的半徑縮小而質量不變,即地球的密度增大,問題表述為「地球是個質點,人在距地球l處(l可以是無窮大)完全憑地球引力下落(向地球砸去……),沒有別的力、初速度為零,末速度(就是走過完x的長度)是光速,求達到光速時人與地球的距離。」實際求出的距離很小,比地球的實際半徑小得多。也就是地球的密度非常大時命題才能成立。

引力大小與自由落體的問題

5樓:羽艸

一個鐵球在地球和月球上受到的萬有引力,根據公式如下:

f地=g*m地*m/r^2

f月=g*m月*m/r^2

代入資料,m地=5.965*10^24kg,r=6371km,m月=7.349*10^22kg,r=1738km

計算髮現小鐵球在月球上受到的引力遠小於地球引力。那麼小鐵球在月球上的重力加速度也遠小於地球上!!

但對於在地球上的物體,其重力加速度a=f地/m=g*m地/r^2 這是一個常數,所以伽利略的實驗告訴我們自由落體與小鐵球質量無關!哪怕小鐵球的質量和月亮一樣大,加速度也是不變!此外,我們在計算過程中是將鐵球假象為質點考慮的,但如果真的換成月球,我們要把月球設為剛體,他的半徑就不能忽略!!

如果你以地月系統的質心為參照系,由於地球和月球不能假象為質點,那麼結果會不一樣,而且現實情況也不會這麼簡單,因為地球和月球是繞自軸旋轉的,整個地月系統還需要滿足角動量守恆!

我同意「本來帶竹頭」的說法,一些基礎知識還是要打牢固

6樓:本來帶竹頭

教科書上只說到在月球上「自由落體」的運動加速度比地球上小,而不是「速度」比地球上小。因此,我國登月的嫦娥號如果不採取有效措施,她落到月面的速度自己同樣承受不了,因為開始下落的高度太大了。教科書中提到「伽利略」的「比薩斜塔實驗」是同樣在地球的環境下作的實驗,因為此時自由落下的物體所受到的「重力加速度」是一樣的,通過同樣的路程所需要的時間是一樣的;教科書裡面也提到,因為「行星質量問題(其實月球不算「行星」)」,所以引力不同,對相同質量的物體,月面上所受月球引力為在地面上地球對其引力的1/6,所以,在月面上所受「引力加速度」也只有地面上的1/6,這樣,按照教科書上關於運動的計算,「自由落體」通過同樣路程(下落高度)的時間,在月面上需要的是地面上需要的方根6倍,也就是在月面上落下同樣的高度時,是在地面上落下同樣高度需要時間的2.

49(方根6)倍,而不是比地面上快。

至於月、地之間,對1克質量下落物體的影響,如果應該考慮,那作用應該是相互的吧,為什麼不去考慮地球上落下的物體處於對月球的背面、而月球上下落的物體正處於月地之間,這樣,月球的引力作用到地球1克物體的作用不是會使得它落下更快,而地球的引力使得月面上1克物體落向月面更慢?

**未知是值得敬佩的,但是有些基礎是應該首先理順的,比如說「速度」與「加速度」之間的差別。

7樓:匿名使用者

自由落體是指常規物體只在重力的作用下,初速度為零的運動,叫做自由落體運動。自由落體運動是一種理想狀態下的物理模型。(free-fall)是任何物體在重力的作用下,至少在最初,只有重力為唯一力量條件下產生慣性軌跡,是初速度為0的勻加速運動。

由於此定義未明確初速度的方向,它也適用於物件最初向上移動。由於自由下落的情況下大氣層以外重力產生失重,有時任何失重的狀態由於慣性運動稱為自由落體。這可能也適用於失重產生是因為身體遠離引力體。

雖然嚴格的技術應用的定義不包括運動的物體受到其他阻力,如空氣阻力,在非技術用法,會通過氣氛沒有部署的降落傘,或起重灌置,也常被稱為自由落體。阻力在這種情況下,防止他們產生完全失重狀態,從而跳傘的「自由落體」後到達終端速度產生感覺身體的重量是支援在一個氣墊。

自由落體運動源於地心引力,物體在只受重力作用下從相對靜止開始下落的運動叫做自由落體運動(其初速度為vo=0m/s)譬如用手握住某種物體,不施加任何外力的理想條件下輕輕鬆開手後發生的物理現象。

自由落體是指常規物體只在重力的作用下,初速度為零的運動,叫做自由落體運動。自由落體運動是一種理想狀態下的物理模型。(free-fall)是任何物體在重力的作用下,至少在最初,只有重力為唯一力量條件下產生慣性軌跡,是初速度為0的勻加速運動。

由於此定義未明確初速度的方向,它也適用於物件最初向上移動。由於自由下落的情況下大氣層以外重力產生失重,有時任何失重的狀態由於慣性運動稱為自由落體。這可能也適用於失重產生是因為身體遠離引力體。

雖然嚴格的技術應用的定義不包括運動的物體受到其他阻力,如空氣阻力,在非技術用法,會通過氣氛沒有部署的降落傘,或起重灌置,也常被稱為自由落體。阻力在這種情況下,防止他們產生完全失重狀態,從而跳傘的「自由落體」後到達終端速度產生感覺身體的重量是支援在一個氣墊。

自由落體運動源於地心引力,物體在只受重力作用下從相對靜止開始下落的運動叫做自由落體運動(其初速度為vo=0m/s)譬如用手握住某種物體,不施加任何外力的理想條件下輕輕鬆開手後發生的物理現象。

自由落體運動的特點體現在「自由」二字上,其含意為

:(1)物體開始下落時是靜止的即初速度v=0。如果物體的初速度不為0,就算是豎直下落,也不能算是自由落體。

(2)物體下落過程中,除受重力作用外,不再受其他任何外界的作用力(包括空氣阻力)或外力的合力為0。

(3)任何物體在相同高度做自由落體運動時,下落時間相同。

希望我能幫助你解疑釋惑。

8樓:

[最佳答案] 這個是解析裡面有些問題,減速度的大小不僅與合外力有關,還與物體的質量有關,f=ma(牛頓第二定律)這個是毋庸置疑的.「合外力越大,加速度越大」的說法是錯誤的,它少考慮了物體的質量.回到本題,對於任意一個自由下落的物體:

g-f=ma所以:a=(g-f)/m=g-f/m兩球下落過程中受到的阻力相等,而實心鐵球的質量較大,所以實心鐵球下落過程中的加速度較大,根據h=1/2at^2,所以實心鐵球先落下.(另外,需要指出的是,本題中自由下落的過程中考慮到了空氣阻力的影響,因此下落的過程並不是自由落體運動)

物理關於自由落體的問題

9樓:匿名使用者

一個星球表面物體做自由落體雲都是加速度的大小取決於這個星球的質量,和該物體離星球中心的距離,如果我們把該物體離星球表面的趨利忽略不計的話,那麼就取決於星球的半徑。星球的質量與大,半徑越小,說明這個星球的密度越大,那麼他對在其表面的物體的萬有引力也就越大,物體做自由落體是的加速度就越大,反之就越小。如果一個星球表面的物體做自由落體時加速度大於在地球表面作自由落體運動,那麼相同質量的物體在那個星球表面所受的重力就大於該物體在地球表面所受的重力,所以如果我們在那個星球上想舉起這個物體就會比在地球上更費力;如果這個星球的密度十分大,以就是說該星球對在其表面的物體的萬有引力十分大,比如太陽,其表面物體所受的引力是地球表面的28倍,如果人類到了太陽上,一個50公斤的人,受的重力就會達到14000牛頓,這是人列雙腿無法稱受的重力,就像這個人在地球上揹著一個1350公斤的東西,所以,在太陽上,認識根本站不起來的,即使是爬著,也是相當累的。

如果一個星球的密度更大,當他超過一個臨界值的時候,這個星球上的物質就會在星球本身的引力作用下發生坍塌,這會讓這個星球的體積越來越小,密度越來與大,如果該星球的質量足夠大的話,會導致該星球周圍的物體所受的引力巨大,星球不斷的坍塌,最後變成一個質量無限大,體積為0的點,它的引力可以使光線扭曲,也就是說光進入該星球所轄範圍內的時候會被她吸進去,反射不出來,能量以宇宙射線的形式釋放出去,所以我們在外面看他是以黑的星球,這就是黑洞。

當一個星球對其表面的物體的引力小於地球的時候,比如月球,其表面物體受到的萬有引力是地球表面的1/6,人類在其表面會很輕鬆,如果相當小,其表面物體就會很容易脫離他的束縛,進入宇宙空間。

地球表面不同地方受引力不同的主要原因是地球不是一個規則的球體。太陽和月球雖然離地球很遠,但是對地球表面物體的引力是不可忽略的,地球上的水受其影響,而有規律的偏向引力強的一邊,就是地球上有了潮汐

關於物理慣性的問題關於物理慣性問題

a上升期間 確實只受向下的重力 因此 加速度向下 但是 他是有向上的初速度的所以他還是會有一 內段向上的容過程 直到速度減為0 不然 人怎麼跳起來 要知道 人在跳起脫離地面後 也只受向下的重力的。慣性是物質本身的一種屬性 不是力 而且 不是力朝哪個方向 物體就朝哪個方向運動的因為物體可以有初始速度 ...

關於物理問題

1 沒有什麼直接關係,要整體看關係式,不用分離物理量。2 若漂浮或懸浮,則浮力等於物重等於排開液體重。浮力的大小與單獨的液體密度或是v排也沒有直接關係。要整體看關係式。3 露出水面的過程,浸在水中的體積越來越小,排開的水越來越少,故浮力減小。4 不用老想著密度與浮力的關係,要看物體的狀態。比如輪船從...

關於萬有引力的一道物理題,關於萬有引力的一道物理高考題

設質點質量為m,x表示兩質點間距,g為引力常量。l 10m 其實這題不簡單,剛大一做難度很大,尤其是需要高數。希望你能看明白。根據牛頓第二定律,對其中一個質點,m dv dt gm 2 x 2 1 加速度a dv dt dv dx dx dt v dv dx 代入方程 1 得到,vdv gm dx ...