GM=gR^2
該式稱為“黃金代換”(或“黃金代換公式”)。
基本介紹
- 中文名:黃金代換
- 學科:物理
- 別稱:黃金代換公式
- 公式:GM=gR^2
簡介,使用條件,
簡介
在理想情況下,物體在天體表面的重力大小等於天體對物體的萬有引力大小。設天體表面一個物體質量為m,天體質量為M,g為天體表面的重力加速度,R為天體半徑,已知萬有引力常量為G(近似取值6.67x10^-11 (N·m^2 /kg^2))。
得:GMm/(R^2)=mg
化簡得:GM=gR^2
同理可得:
GMm/r^2=mv^2/r v=(GM/r)^1/2
GMm/r^2=mω^2r ω=(GM/r^3)^1/2
GMm/r^2=m4π^2r/T^2 T=2π(r^3/GM)^1/2
隨著r增大,只有周期變大,其餘物理量變小。
使用條件
需要注意的是,黃金代換隻適用於不自轉或自轉很慢的天體,因為在這些天體的表面可以認為萬有引力完全提供重力。在自轉很快的天體表面萬有引力要提供重力和向心力,所以GMm/(R^2)=mg不成立,黃金代換不適用。
黃金代換在高考簡答題中不可直接運用,必須寫出原始公式GMm/(R^2)=mg再寫出GM=gR^2。