有两根各为L,质量为M的均匀细杆,位于同一条直线上,相距为a,求两杆间的引力。

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
高等数学定积分求引力问题

解:因为两个细杆都是有长度的,因此,这个题应该先求长为L,质量为M的细杆对同一直线上质量为m的一个点的引力是多少:可先设,杆的右端点到点的距离为 n
以杆的右端点为原点,向右为y轴的正向建立坐标系(选长度y,变化为dy)y的取值-L~0
df=[GM/Ldym]/(n-y)^2
f=GMm/[n(n+L)]
现在,右边的点变成了杆,以左杆的右端点为原点,向右为x轴的正向建立坐标系
(上式中的n就是下面的x,m=M/Ldx)
在右杆上任取dx
则此时的dF=GM*(M/Ldx)/[x(x+L)] x的取值为a~a+L
F=GM^2/L^2*ln[(a+L)^2/(a^2+2aL)]

(1)假设质点在细杆的左边,以细杆的左端点为原点以细杆的右方为正方向,建立x轴.把细杆上[x,x+dx]的一小段近似的看成质点,由于细杆是均匀的,因此这一小段的质量为MdxL,与质量为m的质点的距离为x+a所以依据两质点的引力公式,得到这小段细杆对质点的引力为:dF=KMmdxL(x+a)2∴杆和质点间的相互引力F=∫L0KMmdxL(x+a)2=KMmL?[?1x+a]L0=KMmL[1a?1a+L]=KMma(a+L)(2)∫L+aaKMm(a+L+x)Ldx=KMmLln2(L+a)2a+L

不知道点对杆的引力你会不会求,
质点m对杆的引力为
F=GmM/a(a+L)
引用这个结论,在一杆上取微元x+dx
两杆的引力为dF=G·MM/x(x+L)Ldx
F=∫GMM/Lx(x+L)dx ``````a从 到a+L
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