重力位能(重力勢)

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重力位能(重力勢) Gravitational Potential Energy. 重力是一向心力及只與受影嚮物體的距離r有關。

假設一物體被沿著r 移動一段很小的距離Δr,連繫所作的功是. ΔW = FΔr.   重力位能(重力勢) GravitationalPotentialEnergy 重力是一向心力及只與受影嚮物體的距離 r有關。

假設一物體被沿著r 移動一段很小的距離Δr,連繫所作的功是 ΔW=FΔr 這一段有限距離的移位,由所作的功而獲得的位能是 U(r)=- W=-∫Fdr=-GmM/r 當   r→∞,U=0   這即是零位能。

當很多不同質量 M1,M2...的物體,透過萬有引力作用在一物體上,總位能的組成可看成個別位能 U1、U2的純量總和。

U=U1+U2 +... 應用:衛星的逃脫速率 EscapeSpeedofSatellite 最簡單去處理衛星運動問題的方法就是研究它的能量 E:   E = K.E.+P.E.   = 一個質量為 m的火箭在某最低速度ve ,我們想把它由地球的萬有引力逃離水平面(地球的半徑,r=R)。

當它離開地球無限遠時,它的動能是零,並且 U=0。

所以   E=0= 為 ve解決這個方程式(m可以除掉去的),我們可以得到:   這是相等於 11.2km/s,其中 G=6.67x10-11 Nm2/kg2、 M=5.98x1024 kg及 R=6.37x106m 是已知的。

    當某星體的質量M很大令 ve >c(光速),便可能產生黑洞。

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