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書記が物理やるだけ#24 万有引力のポテンシャル,球対称の質量分布

    「球対称の密度分布をもつ物体と質点の間の万有引力は,物質の全質量が中心に集まった場合の引力に等しい」,これを証明する。


    問題

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    説明

    万有引力は,保存力の一種である。

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    解説

    2質点から連続体にまで拡張する。

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    これは重積分の計算問題である。質点が球の外にあるか中にあるかで,場合分けが必要になる。

    物理やるだけ解答#024_page-0002


    外にある場合,よく知られた万有引力の式が出てくる,これで「球対称の密度分布をもつ物体と質点の間の万有引力は,物質の全質量が中心に集まった場合の引力に等しい」ことが示せた。

    一方,中にある場合は0である。

    物理やるだけ解答#024_page-0003


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