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卫星重力势能公式推导(引力势能的公式是怎么推导的)

卫星重力势能公式推导(引力势能的公式是怎么推导的)

更新时间:2024-11-12 12:31:34

卫星重力势能公式推导

万有引力定律和圆周运动知:

v=√(GM/r)。

M为地球的质量,r为轨道半径。

所以r越大,v越小。

即轨道半径越大,速度越小。

重力势能为:Ep=mgr=m(-GM/r^2)r=-GmM/r。

其中m为卫星质量,M为地球质量,r为轨道半径。

动能为:Ek=mv^2/2=GmM/2r。

所以总机械能E=-GmM/2r=Ep/2。

所以重力势能和总机械能成正比。

故重力势能越大,总机械能越大。

由第一个关系知,运行速度越小,轨道半径越大。

根据第二个关系知,轨道半径越大,则重力势能越大,即总机械能越大,根据能量守恒,发射时的动能也越大,所以发射速度越大。

扩展资料

机械能守恒定律:

在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。

其数学表达式可以有以下两种形式:

过程式:

1、WG+WFn=∆Ek。

2、E减=E增(Ek减=Ep增、Ep减=Ek增)。

状态式:

1、Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)。

2、1/2mv1²+mgh1=1/2mv2²+mgh2(这种形式必须先确定重力势能的参考平面)。

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