为什么会有万有引力?它的产生原理什么?

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受到一个指向太阳的力。 通过开普勒第三定律,行星绕太阳转动的周期平方与行星距太阳的距离立方成正比;行星的速度平方与距太阳的距离成反比。这样,这个速度平方再除以距离就是加速度,加速度与距离平方成反比。 接下来,该牛顿第二定律派上用场了。行星受到的力与加速度成正比,也就是,与离太阳的距离平方成反比。这是牛顿万有引力定律的部分内容。 牛顿万有引力定律剩下的内容是:行星受到太阳的引力与行星质量成正比,这也是必须的,因为牛顿第二定律说行星的加速度与力成正比的同时还要与质量成反比。因此这个力里面必须含有一个行星的质量,才能被抵消。 结论:行星受到太阳的引力与行星的质量成正比,与距太阳的距离平方成反比。最后,这个力也必须与太阳的质量成正比。毕竟,行星和太阳是对等的两个物体。万有引力就推导出来了。 你可能也有这个疑问:万有引力是不是重力呢?重力实际上就是由万有引力产生的,它是万有引力的一个现象。可以说,牛顿万有引力定律完美地解释了地球的重力。为什么这么说呢,之前我们提到过,伽利略已经知道,地球上任何物体的重力与这个物体的质量成正比,这和万有引力定律吻合。这样,一个物体的加速度,就是由地球的质量和地球的半径决定的了。 在牛顿的时代,因为那时人们对地球的质量和太阳的质量还不很了解,还不能精确地测量万有引力常数。假如我们知道了地球的质量和地球的半径,通过测量重力加速度就能完美地决定万有引力常数了。但是,如何测量地球半径和地球质量呢? 毫无疑问,地球半径相对好测量。因为它是一个几何问题,只要我们在两个距离比较远的城市测量太阳的方向就行了。但是,如何测量地球质量?这是一个很难的问题,我们又不能将地球放在一个巨大无比的称上称重量。 这个问题既然这么难,我们就不难理解为什么要等到牛顿死后 71 年,差不多 1795 年,卡文迪许才第一次测量了万有引力常数。 当然,卡文迪许没有那么巨大的称来量地球,他用来测量万有引力常数的方法可以说特别天才:将一个两端各放一个小球的直杆悬挂在一根石英丝上。如果这个直杆没有受到任何力的作用,石英丝不会被扭转。接着,我们拿两个大球分别靠近两个小球。大球对小球产生了万有引力,这样,石英丝就会被扭转一个角度。通过石英丝位置的变化,我们就能计算出万有引力的大小。 卡文迪许测到的万有引力常数很精确,与现代的测量非常接近。有了这个常数,卡文迪许也就可以测量地球的质量。 卡文迪许尽管出生比牛顿晚了差不多九十年年,他和牛顿有一个惊人相似的地方,就是这两人都是终生未婚。卡文迪许也是 18 岁到剑桥大学上学,除了测量万有