关于万有引力、速度和周期的关系,以下是综合整理的口诀及公式:
一、万有引力定律
$$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$$
方向:沿两物体连心线方向;
规律:与质量乘积成正比,与距离平方成反比。
二、卫星运动相关公式
线速度 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$
- 与轨道半径平方根成正比,与中心天体质量平方根成正比。
角速度
$$\omega = \sqrt{\frac{GM}{r^3}}$$
- 与轨道半径平方根成反比。
周期
$$T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{GM}}$$
- 与轨道半径3/2次方成正比。
同步卫星
- 轨道高度约36,000 km,周期与地球自转周期相同(约24小时)。
三、速度、周期与半径的关系口诀
速度(线速度、角速度)与半径平方根成反比,与中心天体质量平方根成正比。
周期与半径3/2次方成正比。
角速度与半径平方根成反比。
四、应用说明
低轨卫星: 轨道高度低,线速度大,周期短; 高轨卫星
开普勒第三定律:$$T^2 \propto R^3$$(适用于所有绕中心天体运动的天体)。
以上公式和口诀适用于高中及以下阶段的物理学习,若需更深入研究,可参考天体物理学相关教材。