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科學

牛頓萬有引力計算機

萬有引力係牛頓提出嘅基本力學定律:兩個有質量嘅物體之間嘅引力,同兩者質量乘積成正比、同距離平方成反比。引力恆為吸引,永遠唔會排斥。本工具支援由克到太陽質量、由毫米到天文單位嘅輸入,方便由日常物件到天體計算。

引力大小 F

萬有引力恆為吸引

其他單位

毫牛頓 (mN)
微牛頓 (μN)
千牛頓 (kN)

公式

F = G · m₁ · m₂ / r², G ≈ 6.6743 × 10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻²

採用 CODATA 2018 推薦值 G = 6.6743 × 10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻²;質量必須非負。

公式

F = G · m₁ · m₂ / r², G ≈ 6.6743 × 10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻²

常見問題

點解結果冇排斥/吸引兩個方向?

質量無正負,所以萬有引力永遠係吸引,唔似庫侖力可以排斥。如果你想處理「向上」、「向下」等方向問題,請將每對受力作向量相加,並用座標軸定義正方向。

本工具可以計算地球表面重力加速度 g 嗎?

可以。揀 m₁ = 1 M⊕(地球質量)、m₂ = 1 kg、r = 1 R⊕(地球半徑),得出嘅力大約 9.82 N,正正係 1 kg 物體喺地表受嘅重力 ≈ 標準重力加速度 g。實際 g 因經緯度、海拔同地殼密度有微小差異(一般範圍 9.78–9.83 m/s²)。

兩個人之間嘅引力有幾大?

極微。兩個 70 kg 嘅人相距 1 m,F = 6.6743 × 10⁻¹¹ · 70 · 70 / 1² ≈ 3.3 × 10⁻⁷ N,大約等如一粒沙嘅重量。所以日常我哋只感受到地球嘅萬有引力。

為咩月球可以繞地球轉?

萬有引力提供向心力,將月球嘅切向運動「拉」成圓(其實係橢圓)軌道。地球質量 5.972 × 10²⁴ kg、月球質量 7.342 × 10²² kg、平均距離 3.844 × 10⁸ m,引力大約 1.98 × 10²⁰ N — 啱啱好等於月球以軌道速度(≈ 1.022 km/s)繞地球所需嘅向心力。

本公式對黑洞或極相對論情況準確嗎?

唔啱用。牛頓萬有引力係廣義相對論喺弱引力場、低速時嘅近似。當引力場強到要考慮時空彎曲(黑洞、中子星、強引力透鏡)或速度接近光速時,需要用 Einstein 場方程式(GR)。日常範圍(地球至太陽系內天體運動)牛頓公式誤差遠細過 0.1 %,已經足夠。

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