Saturday, October 10, 2015

"不相容原理 重力殼層定理" shell theorem 事實上,地球內部的重力場強度比地表還要大的。原因在於地球並非是均勻球體,每一殼層的密度並不相同,越靠近地心,密度越稠密

http://phymath999.blogspot.com/2015/06/shell-theorem.html


剥皮法则

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球体(密度呈球对称分布)内部空间的拓展——对球内任一距球心为r的一质点A的吸引力等效于质量与半径为r的球的质量相等且位于球心的质点对质点A的吸引 。
中文名
剥皮法则
类    别
法则
特    点
密度呈球对称分布
证    明
球壳证明

目录

球体编辑

球体(密度呈球对称分布)内部空间的拓展——对球内任一距球心为r的一质点A的吸引力等效于质量与半径为r的球的质量相等且位于球心的质点对质点A的吸引 。

球壳编辑

球壳(密度呈球对称分布)内部空间的拓展 ——对球壳内任一位置上任一质点A的吸引力都为零。

证明编辑

球壳证明(球体可视为去掉球壳)
证明:设球壳内任一位置上任一质点A质量为m,对球内任一距球心为半径的一质点的质量为M,取过A点的两条弦(十分靠近)EC,BD.
令∠DAE=∠BAC=α→0,
则EA=DA,BA=CA
F(D对A)=(GMm)/AD² ①
剥皮法则证明剥皮法则证明
F(C对A)=(GMm)/AC² ②
由于上述夹角非常小,所以DE,BC之间的曲面可以视为一个圆(我只是淮南一中高一学生,不会求一部分球面对面积,所以只有近似,欢迎高手来修改为更好的解法)
S(DE之间)=π[1/2(ADα)]² ③
S(BC之间)=π[1/2(ACα)]² ④
F(ED之间的圆曲面对A)=①×③
F(BC之间的圆曲面对A)=②×④
上述两式大小相等方向相反,合力为O
整个球壳以此类推
得,球壳对球壳内任一位置上任一质点A的吸引力都为零。
以上证明均为淮南一中2013届学生证明,由于知识有限,如有不妥敬请见谅。
据说高等教育出版社出版的《力学》有相关严谨的证明,有需要有条件者可购买查阅

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