作者yonex (诸法皆空)
看板tutor
标题Re: [问题] 物理推导
时间Wed Mar 29 16:47:38 2006
※ 引述《newline (可以吗 杨超紧)》之铭言:
: 太晚起床了 先一条一条看
: ※ 引述《sihk (...)》之铭言:
: : 小弟目前高三生准备联考
: : 先来推导有关功与能的公式
: : G M m G M
: : --------- = mg 所以g = -----
: : r^2 r^2
: : G M m
: : 将重力位能带入g U = mgh = --------- 假定h等於据地面高度为r
: : r
: 应该是"将g代入重力位能" 上式有导果为因的疑虑 而且是不同的立场的两式
: mgh他的零位能点是设在地表 而GMm/r 是设在无穷远处 怎能相等??
: 而且r理应是从地心算起 而h却是由地表算起 你的式子却能 r与h相消????
我帮那位高中生推导一下地表高度 h 的位能好了(以下R是地球半径)
其他的 newline 跟 Bluetease 大致上都写了,对高中生这样子的叙述是够了...
(当然,若能再多讲一些关於保守力的现象与本质,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
^^^^^^^^^^^^^展成级数
GMm
=- ------- { -h/R+(h/R)^2-(h/R)^3+......}
R
由於地球半径R>>h 所以高次项(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=地表万有引力的大小 g
所以Ug(R+h)-Ug(R)=mgh≡Ug(h)=从地表算起高度h处的地球引力位能
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◆ From: 203.73.225.224
1F:推 newline:果然是数学强人的运算 03/29 17:17
2F:推 yonex:学而後知不足...在下只是个嫩脚而已... 03/30 04:02