如图10-35所示,有一半径为R、质量为M的实心球体和另一相距球面为a,质量为m的质点.试求球体对质点的引力.

admin2022-11-23  26

问题 如图10-35所示,有一半径为R、质量为M的实心球体和另一相距球面为a,质量为m的质点.试求球体对质点的引力.
   

选项

答案取坐标轴Oz如图10-35,使质点位于O,球心位于Oz上坐标为a+R的点处.根据微元法思想,整个球体对质点的引力可以看作球体一系列水平薄片(厚为dz)对质点引力的合力;而每一圆形水平薄片对质点的引力又可以看作圆盘一系列同心狭环(见图10-36)对质点引力的合力. [*] 设在球中任意截F的圆盘示于图10-36中,其半径与质量分别为 [*] 在该圆盘中任取一半径为x的狭嘲环,其质量为 [*] 于是狭圆环对质点的引力为 [*] 于是圆盘对质点的引力为 [*] 再以z与dM分别替代[*]中的h0与M1,并以r2=R2-(a+R-z)2代入,便得 [*]

解析
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