加速度與重力場
加速度和引力場是物理力學中討論的兩個概念。這兩個概念在理解自然力學時同樣重要。在天文、物理、工程和火箭科學等領域,對加速度和引力場有著重要的認識。對某些人來說,這兩個概念看起來有些相似,而對另一些人來說,這兩個概念看起來完全不合適。最後,我們要了解它們在重力場中的相似性和不同之處。
加速度
加速度被定義為物體速度的變化率。重要的是要注意加速度總是需要作用在物體上的淨力。這在牛頓第二運動定律中有描述。第二定律指出,物體上的淨力F等於物體線動量的變化率。由於線動量是由物體的質量和速度的乘積給出的,並且質量在非相對論尺度上沒有變化,所以力等於質量乘以速度變化率,即加速度。這種力有幾個原因。電磁力、重力和機械力就是其中的幾個。由附近質量產生的加速度稱為重力加速度。必須注意的是,如果一個物體不受淨力的作用,那麼物體本身的速度不會改變,無論它是移動的還是靜止的。注意,物體的運動不需要力,但加速度總是需要力。
重力場
引力場是一個概念和方法,用來計算和解釋發生在任何有質量物體周圍的現象。引力場是圍繞任何質量定義的。根據牛頓萬有引力定律,兩個質量M和M除以一個有限距離r,對彼此施加一個力F=gm M/r2。如果我們取m=1的情況,我們得到一個新的方程,其中F=GM/r2。距離質量r處的點的引力場強度定義為點r上單位質量的力,通常稱為g,其中g=GM/r2。既然我們知道F=ma,F=GMm/r2,我們可以看到a=GM/r2。這意味著重力場強度和重力加速度是相同的。這個加速度被稱為重力加速度。
加速度和引力場有什麼區別?•加速度是一個矢量,而引力場是用來描述給定質量周圍質量行為的概念。•引力場強度是一個向量,等於該點的重力加速度。•重力加速度總是朝向物體,雖然加速度一般可以在任何方向上,只要淨力在同一方向上。 |