4.不可忽视的细节问题
通常情况下,两个物体之间的万有引力是极小的,人们很难察觉出来,可以忽略不计。例如有两个人,质量都是60千克,距离为0.5米,也就是说他们之间的万有引力还不到百万分之一牛顿,而如果与一只蚂蚁拖动细草梗的力量相比,这个引力只有它的千分之一!
然而,在天体系统中,由于天体的质量特别大,万有引力便起着主导作用。在天体中,地球的质量还算小的,但万有引力足以对其他物体产生巨大的影响了,它能够将人类、大气以及在地面上存在的所有的物体都牢牢地束缚在地球上。除此之外,它还能使月球和人造地球卫星永远地绕着地球旋转。
所谓重力,指的是由地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。不过,值得注意的是,在南极、北极两个端点处,重力与万有引力并不相等。这时,我们可以将万有引力看成是绕地球的向心力和重力的合成。
在粒子物理学中,将引力相互作用和强力、弱力、电磁力这四种力统称为四种基本相互作用力。然而其中的引力是最弱的。正是这个原因,当人们在研究粒子间的作用或粒子在电子显微镜和加速器中运动的时候,万有引力的作用都忽略不计。
对于一般物体,它们之间的引力也是非常小的。如两个铁球,直径为1米,当它们紧靠在一起的时候,引力也只有1.14×10-3牛顿,与0.03克的一小滴水的重量是等同的。然而由于地球的质量特别大,两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力。
万有引力
恒星的形成,在高温状态下不仅不会弥散,反而还会收缩,一直到最后坍缩成为白矮星、中子星和黑洞,同样是由于受到引力的作用。由此可见,引力也是促使天体演化的重要因素之一。
总而言之,当研究物体在地球引力场中运动的时候,周围其他物体的引力通常是可以忽略不计的。例如地球和太阳,质量都非常大,这样一来,乘积也越大。如此巨大的引力,不仅是能够使庞然大物围绕太阳转动的力量,而且也是支配天体运动的唯一的一种力。
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