牛頓重力定律
牛頓'重力定律定義了擁有質(zhì)量的所有物體之間的吸引力。理解重力定律是物理學(xué)的基本力量之一，它為我們宇宙的運作方式提供了深刻的見解。
諺語蘋果7 8
艾薩克·牛頓（Isaac Newton）提出的關(guān)于重力定律的想法是不正確的，盡管他確實開始考慮他的母親和農(nóng)場的問題，當(dāng)他看到一個蘋果從樹上掉下來。他想知道蘋果上的同樣力量是否也在月球上工作。如果是這樣，為什么蘋果落到地球而不是月球？
除了他的三個運動定律，牛頓還在1687年的書Physiologies naturalis principia mathematica（自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理）中概述了他的重力定律，這通常被稱為principia。
約翰內(nèi)斯·開普勒（德國物理學(xué)家，1571-1630）制定了三條規(guī)則來控制當(dāng)時已知的五個行星的運動。他沒有關(guān)于這一運動原則的理論模型，而是在研究過程中通過反復(fù)試驗來實現(xiàn)這些原則。牛頓和#39;近一個世紀(jì)后的工作是采取他開發(fā)的運動規(guī)律，并將它們應(yīng)用于行星運動，為這種行星運動制定嚴(yán)格的數(shù)學(xué)框架。
重力
牛頓最終得出的結(jié)論是，事實上，蘋果和月球受到相同力量的影響。他用拉丁語單詞gravitas命名了這種力的重力（或重力），它實際上轉(zhuǎn)化為"沉重"或"重量"
在Principia中，牛頓以下列方式定義重力（從拉丁語翻譯）：
宇宙中的每一個物質(zhì)粒子都互相吸引文章的力與粒子質(zhì)量的乘積成正比，與粒子之間距離的平方成反比。
在數(shù)學(xué)上，這轉(zhuǎn)化為力方程：
F=Gmm/r2
在這個等式中，數(shù)量定義為：
- F=重力（通常以牛頓為單位）
- G=重力常數(shù)，這增加了適當(dāng)?shù)乃綄Ψ匠痰谋壤浴?1 G 72的值為6.67259 x 10 73-11 74 N*m 75 2 76/kg 77 2 78，但如果使用其他單位，值會發(fā)生變化。兩個粒子的質(zhì)量（通常以千克為單位）83,84,85 r 86兩個粒子之間的直線距離（通常以米為單位）87
解釋等式
這個等式給了我們力的大小，這是一個吸引力，因此總是指向另一個粒子的。根據(jù)牛頓'第三運動定律，這種力總是相等和相反的。Newton's三個運動定律為我們提供了解釋由力引起的運動的工具，我們看到質(zhì)量較小的粒子（可能是也可能不是較小的粒子，取決于它們的密度）將加速更多比其他粒子。這就是為什么光照物體比地球落向它們的速度要快得多。盡管如此，作用在光物體和地球上的力是相同的大小，即使它沒有這樣。
同樣重要的是要注意，力與物體之間距離的平方成反比。隨著物體進(jìn)一步分開，重力迅速下降。在大多數(shù)距離處，只有具有非常高質(zhì)量的物體，如行星，恒星，宇宙和黑洞才有任何顯著的g重力效應(yīng)。
重心
在由許多粒子組成的對象中，每個粒子與另一個對象的每個粒子相互作用。由于我們知道力（包括重力）是矢量量，我們可以將這些力視為在兩個物體的平行和垂直方向上具有分量。在一些物體中，例如均勻密度的球體，力的垂直分量將相互抵消，因此我們可以將物體視為點粒子，只關(guān)注它們之間的凈力。
物體的重心（通常與其質(zhì)心相同）在這些情況下是有用的。我們觀察重力并執(zhí)行計算，就好像物體的整個質(zhì)量都聚焦在重心上一樣。在簡單的形狀-球體，圓盤，矩形板，立方體等-這一點位于對象的幾何中心。
這種理想化的重力相互作用模型可以應(yīng)用于大多數(shù)實際應(yīng)用中，盡管在一些更深奧的情況下，例如非均勻的重力場，為了**起見，可能需要進(jìn)一步小心。
重力指數(shù)123 124- 牛頓'重力定律
- 重力場
- 重力勢能
- 重力，量子物理，&廣義相對論
引力場介紹
艾薩克·牛頓爵士（Isaac Newton'）的普遍引力定律（即重力定律）可以重述為重力場的形式，這可以證明是觀察這種情況的有用手段。我們不是每次計算兩個物體之間的力，而是說一個有質(zhì)量的物體在它周圍產(chǎn)生一個重力場。重力場定義為給定p處的重力點除以該點處對象的質(zhì)量。
g和Fg在它們上方都有箭頭，表示它們的載體性質(zhì)。源質(zhì)量M現(xiàn)在大寫。最右邊兩個公式末尾的r在其上方有一個carat（^），這意味著它是從質(zhì)量源點方向的單位矢量M。由于當(dāng)力（和場）指向源時矢量指向遠(yuǎn)離源，因此引入負(fù)數(shù)以使矢量指向正確的方向。
該等式描繪了在M附近的矢量場，其總是指向它，其值等于物體內(nèi)的重力加速度。重力場的單位是m/s2。
重力指數(shù)177178- 牛頓'重力定律
- 重力場
- 重力勢能
- 重力，量子物理，&廣義相對論
當(dāng)物體在重力場中移動時，必須完成工作以將其從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方（起點1到終點2）。使用微積分，我們從起始位置到結(jié)束位置取力的積分。由于重力常數(shù)和質(zhì)量保持不變，積分結(jié)果只是1/r2乘以常數(shù)的積分。
我們定義重力勢能U，使得W=U1-U2。這產(chǎn)生了地球右側(cè)的方程（質(zhì)量mE）。當(dāng)然，在其他一些重力場中，mE將被適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量所取代。
地球上的重力勢能
在地球上，由于我們知道所涉及的數(shù)量，重力勢能量gyU可以簡化為物體質(zhì)量m，重力加速度（g=9.8 m/s）的方程，距離坐標(biāo)原點上方的y（通常是重力問題中的地面）。這個簡化的方程產(chǎn)生的重力勢能為：
U=mgy
還有一些在地球上施加重力的其他細(xì)節(jié)，但這是有關(guān)重力勢能的相關(guān)事實。
請注意，如果r變大（物體變高），重力勢能增加（或變小）。如果物體移動得越低，它就越靠近地球，因此重力勢能下降（變得更負(fù)）。在無限的差異下，重力勢能變?yōu)榱?。一般來說，當(dāng)物體在重力場中移動時，我們真的只關(guān)心勢能的差異，所以這個負(fù)值不是'這是一個問題。
該公式應(yīng)用于重力場內(nèi)的能量計算。作為一種能量形式，重力勢能受能量守恒定律的約束。
重力指數(shù)：257
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Gravity&廣義相對論
當(dāng)牛頓提出他的重力理論時，他沒有力量如何工作的機制。物體在巨大的空曠空間中相互吸引，這似乎違背了科學(xué)家所期望的一切。在理論框架能夠充分解釋為什么牛頓's理論實際工作之前，這將是兩個多世紀(jì)。
在他的理論中廣義相對論，阿爾伯特·愛因斯坦將引力解釋為任何質(zhì)量周圍的時空曲率。質(zhì)量較大的物體引起較大的曲率，因此表現(xiàn)出較大的重力。這得到了研究的支持，這些研究表明，光線實際上是圍繞著諸如太陽之類的巨大物體彎曲的，這將由理論預(yù)測，因為空間本身在那個點彎曲，光線將遵循最簡單的空間路徑。有'這個理論有更多的細(xì)節(jié)，但是'這是主要觀點。
量子重力289290目前量子物理學(xué)的努力正試圖將物理學(xué)的所有基本力量統(tǒng)一為一個統(tǒng)一的力量，這種力量以不同的方式表現(xiàn)出來。到目前為止，重力已成為納入統(tǒng)一理論的科普蘭**障礙。這樣的量子重力理論最終將廣義相對論與量子力學(xué)統(tǒng)一為一個單一的，無縫的，優(yōu)雅的觀點，即所有的自然都在一種基本類型的粒子相互作用下起作用。
在量子重力領(lǐng)域，理論上存在一個稱為重力的虛擬粒子，它介導(dǎo)重力，因為這就是其他三種基本力如何運作（或一種力，因為它們基本上已經(jīng)統(tǒng)一在一起）。然而，重力還沒有被實驗觀察到。
重力應(yīng)用
本文討論了重力的基本原理。一旦您了解如何解釋地球表面的重力，將重力納入運動學(xué)和力學(xué)計算非常容易。
牛頓'其主要目標(biāo)是解釋行星運動。如前所述，約翰內(nèi)斯·開普勒（Johannes Kepler）設(shè)計了三個行星運動定律，而沒有使用牛頓重力定律。事實證明，他們是完全一致的，人們可以證明所有的Kepler's定律應(yīng)用牛頓'普遍引力理論。
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