为什么封闭轨道能量小于0

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/25 04:59:05
我们学的是假设无穷远处引力势能为0。可以推出总能量是小于0,为什么啊?

如果物体受外力维持在一个封闭轨道上,那也未必,但我想,你指的就是仅有万有引力的系统吧,那么你的结论是对的,而且有确切数量关系:当假设无穷远处引力势能为0,势能+2动能=0,那么势能+动能= -动能= 0.5势能<0

这东西叫位力定理,普遍性的证明,我也忘记了,我也懒得去找书了,你可以随便找一本量子力学的教材,上面有。说明一下,这个东西本来是力学里面的,但在量子力学里,它是广义位力定理的一个特例,而广义位力定理的证明似乎很简便。至少我对理论力学有没有位力定理的证明的记忆一片模糊,而量子里面,却还有印象,不算复杂。

如果把情况再化简一下,就一个地球,一个质量较小的物体沿着圆形的闭合轨道转,那么我们可以直观地看一下位力定理(这个当然不是普遍性的证明,因为位力定理不要求圆形轨道,也不一定只有2个物体,记得应该是保守势场下多粒子体系都符合):

向心力与万有引力相等mv^2/r=GMm/r^2

两边乘以0.5r

0.5mv^2=0.5GMm/r

万有引力势能是-GMm/r(这点可以由积分算出来)

势能+动能=-0.5GMm/r 

PS:引力势能为-GMm/r的计算

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