在高中物理必修第二册中学习了万有引力定律,,但很多同学对这个公式的由来很迷惑,刘叔物理在这做个详细推导。
如下图所示,m1绕m2做匀速圆周运动,设轨道半径为r
对m1:由于向心加速度,,。可得
由开普勒第三定律 ,其中K与m1无关,代入可得
从上面的式子可以看出,m1受到的向心力(由m2的引力提供)与其质量成正比,与其到m2的距离的平方成反比。
根据牛顿第三定律,m2也会受到m1的引力F’,大小与F相等,在这对相互作用力中,m1和m2的地位完全相同,或者说是可以对易的,既然F正比于m1,那么F’也肯定正比于m2,所以中的K肯定正比于m2,即K=m2 K’ (K’与m2无关)
整理可得:
令(K’与m1和m2均无关)
最后得: