相信大家物体坠落是很熟悉的，无论怎么抛物体都会落回到地面上，除此之外，熟透的苹果会落到地上，天上的雨滴会落到地上……，为什么物体会落到地上，这其中是什么原理呢？ 为什么物体会落到地上？ 这个问题要从牛顿说起。牛顿和苹果的故事与其说属于科学传说，还不如说是历史事实。然而，这个故事流传至今，意味深远。大约在1666年秋天，一个美丽的下午，英国物理学家伊萨克•牛顿在他伦敦附近的花园中喝茶。突然从树上落下一个苹果。他想：“既然苹果会掉下来，为什么月亮不会掉下来呢？”这个疑问使这位杰出的学者陷入了沉思。“同苹果一样，月亮也会朝地上掉。”这是他得出的结论。正是这个结论，解释了月亮的运行轨道。苹果和月亮遵循一个同样的规律，牛顿对此规律下了定义，这就是万有引力定律。苹果从树上落下，只是任何两个物体之间力的作用的一个例子。 什么是万有引力定律？ 万有引力定律提出，自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间的距离的平方成反比。 一般而言，常把地球附近的物体受到地球对它产生的万有引力近似看成物体的重力。重力的方向是竖直向下的，所以苹果向下落到了地面。  万有引力公式 F: 两个物体之间的引力 G:万有引力常量 m1: 物体1的质量 m2: 物体2的质量 r: 两个物体之间的距离(大小)(r表示径向矢量) 依照国际单位制，F的单位为牛顿(N)，m1和m2的单位为千克(kg)，r 的单位为米(m)，常数G近似地等于 G=6.67×10?¹¹ N·m²/kg²（牛顿平方米每二次方千克）。 为什么两个人没有吸到一起去呢？ 那既然任何两个物体都是相互吸引的，为什么我和你靠这么近却没有被吸到一起去呢？ 那是因为我们的质量都太小了，引力小到可以忽略不计。两个物体的质量越大，相隔越近，它们之间的万有引力越大。  为什么月球和地球没有吸到一起去？ 这个问题特别好，牛顿当时也是通过这个思路发现了万有引力的奥秘！ 我们先来看一个实验：  抛出一个物体，物体因为受到引力的作用会落回到地面上，抛出的力越大（即给与物体的初速度越大），物体被抛出去的距离就越远。假如，我们抛出去的速度非常大会怎么样呢？ 是的，忽略空气的阻力，再加上地球自身的圆形因素，抛出去的物体就再也不会落到地面上了。这就是人造地球卫星为什么一直绕着地球旋转却不会落到地面上来的原因。月亮也是在形成的初期就获得了这样大的速度，所以没有落到地球上来。  宇宙速度是怎么回事？ 我们把各种飞行器围绕地球做圆轨道运动的速度叫做第一宇宙速度，也称“环绕速度”，大小为7.9km/s，大于这个速度，飞行器将围绕地球做椭圆形运动，当速度继续增大到11.2km/s时，飞行器将远离地球而去，称为“脱离速度”，当速度达到16.7km/s时，飞行器将挣脱太阳的引力束缚，飞出太阳系，该速度我们称之为“第三宇宙速度”。 美国曾经发射过好几个意图寻找外星人的飞行器，他们的速度就达到甚至超出了第三宇宙速度，即使这样，第一个飞出太阳系的旅行者1号，也花了36年才到达太阳系的边缘！ 延伸阅读： 为什么我们只能看到月球的一面？ 地球为什么会自转？ 为什么苹果放久了会变色？ 为什么月亮上没有声音？ 指南针为什么不叫指北针？ |
