万有引力定律中g是什么


牛顿的万有引力定律为我们揭示了宇宙中物质间的神秘联系。他将引力常数以G的形式,通过数学语言描述了万有引力定律。

引力是物质间扩散、坍缩形成恒星,乃至维系星系的重要力量。这股力量使我们的地球每年围绕太阳运行。

谈及牛顿的万有引力定律,不得不提那脍炙人口的“苹果”故事。某日,牛顿在英格兰林肯郡散步时,观察到苹果从树上落下的情景。

之后的岁月里,这个看似平常的事件激发了牛顿的灵感,他向许多熟人如伏尔泰和传记作家威廉·斯图克利分享了他的想法。他的助手约翰·康杜伊特记载道:牛顿突有所悟,认识到引力不仅限于地球表面,而是延伸到更遥远的地方。他设想,如果引力足够强大,甚至能使月亮保持在轨道上。

于是便有了今天我们所熟知的牛顿的万有引力定律。定律的核心即是被称为引力常数的现象,也即大家所熟知的“大G”。在此之前的普及性解释是:引力是物体间相互吸引的机制。牛顿领悟到物体间的引力强度取决于它们的质量和距离,这一理解以数学形式表达就是我们所熟知的公式:F=(G×m1×m2)/r²。“F”代表重力,“m1”和“m2”分别代表两个物体的质量,而r²代表两物体质心间距离的平方。其中,“G”便是重力常数。无论是保龄球还是行星,它们之间的引力均由它们的质量、距离以及G值决定。得益于亨利·卡文迪什的实验,我们得知引力常数的数值约为6.67×10^-11牛顿(m²/kg²)。“牛顿”也是一种测量单位,指的是使特定质量的物体以特定速度加速所需的力。

在牛顿的万有引力定律与爱因斯坦的广义相对论之间,存在微妙的差异。牛顿的理论为我们提供了地球上大多数物理现实的精确近似值,但在极端情况下,比如涉及时,它的解释便显得捉襟见肘。爱因斯坦的广义相对论更为准确,它假设物质会使时空本身变形。只要不是在极端情境下,艾萨克·牛顿在1686年提出的万有引力定律公式仍然具有普遍性。