剝皮法則

剝皮法則

剝皮法則,對球內任一距球心為r的一質點A的吸引力等效於質量與半徑為r的球的質量相等且位於球心的質點對質點A的吸引。

球體

球體(密度呈球對稱分布)內部空間的拓展——對球內任一距球心為r的一質點A的吸引力等效於質量與半徑為r的球的質量相等且位於球心的質點對質點A的吸引 。

球殼

球殼(密度呈球對稱分布)內部空間的拓展 ——對球殼內任一位置上任一質點A的吸引力都為零。

證明

球殼證明(球體可視為去掉球殼)
證明:設球殼內任一位置上任一質點A質量為m,對球內任一距球心為半徑的一質點的質量為M,取過A點的兩條弦(十分靠近)EC,BD.
令∠DAE=∠BAC=α→0,
則EA=DA,BA=CA
F(D對A)=(GMm)/AD² ①

剝皮法則證明剝皮法則證明
F(C對A)=(GMm)/AC² ②
由於上述夾角非常小,所以DE,BC之間的曲面可以視為一個圓(我只是淮南一中高一學生,不會求一部分球面對面積,所以只有近似,歡迎高手來修改為更好的解法)
S(DE之間)=π[1/2(ADα)]² ③
S(BC之間)=π[1/2(ACα)]² ④
F(ED之間的圓曲面對A)=①×③
F(BC之間的圓曲面對A)=②×④
上述兩式大小相等方向相反,合力為O
整個球殼以此類推
得,球殼對球殼內任一位置上任一質點A的吸引力都為零。
以上證明均為淮南一中2013屆學生證明,由於知識有限,如有不妥敬請見諒。
據說高等教育出版社出版的《力學》有相關嚴謹的證明,有需要有條件者可購買查閱

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