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引力场本文重定向自 重力場

引力场(简体中文中重力场一词特指地球表面的引力场。)是描述一物体在空间中受到万有引力(重力)作用的[1],在经典物理学中是一个物理量[2]

概念

引力场的不完全示意图

所有有质量的物体皆会互相吸引。我们想像空间是一张水平面,在上面放上一质量A,A会使此平面向下凹陷,质量越大则凹陷越深;当你放下第二质量B时,B便顺着A的凹陷滚向A,使两物体在空间上靠近。这样的凹陷便是“重力场”,不同质量会创造的凹陷程度不同,也就是创造的重力场强度不同。

重力场与重力独立运作,可以想像上述的物质B换成更重的物质C,则AC接近的趋势将大于AB接近的趋势,那样的“趋势”就是“重力”。

综观而言,物体A产生的重力场,只与A本身的质量有关系。至于重力大小是多少,则决定于BCDE...等等其他物质的质量大小。我们便用一个方便的方式记录这样的重力场:把A之外的另一个物质质量当成1(即单位质量),这样便可以直接把算出来的重力场乘以其他物质的质量,简单而快速地算出两者之间的重力。

计算方法

任何有质量荷的物体都会产生、响应引力场。我们用引力场强度描述引力场与物体间相互作用的性质。 引力场强度定义为:

其中,F质点m在场中受到的引力。由万有引力定律

不妨将其写作:

这里m是产生引力场的物体质量(此处应看作质点及质点质量)、r是两物体之间的位矢r为其量,G万有引力常数。需要注意的是,这里的r为矢量,故不同于一般认为的标量式,分母处的r应为三次方,而分子处为矢量。在标量式中,此处可以化简,故分母处为二次方。

引力场强度的量纲为

参考资料

  1. ^ Richard Feynman. The Feynman Lectures on Physics Vol I. Addison Wesley Longman. 1970. ISBN 978-0-201-02115-8.
  2. ^ Richard Feynman. The Feynman Lectures on Physics Vol II. Addison Wesley Longman. 1970. ISBN 978-0-201-02115-8. A “field” is any physical quantity which takes on different values at different points in space.

参阅


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