在引力问题中, 实心圆 是否可以认为是一个 质点 。
具体一点, 实心圆 是否 等价于 位于 圆心 的 质点 。
对于 这一点, 我们考察 实心圆 对 另一个 质点 B 的 引力, 如果 实心圆 对 质点 B 的 引力 等价于 圆心 处 同等 质量 的 质点 对 质点 B 的 引力, 那么 可以把 实心圆 看作是 圆心 处 的 一个 质点 。
根据 牛顿第三定律, 实心圆 对 质点 B 的 引力 等价于 圆心 处 质点 的 引力 意味着 质点 B 对 实心圆 的 引力 也等价于 对 圆心 处 质点 的 引力 。
设 实心圆 为 A, 圆心 为 O 。
先从 直观 的 角度 来看, 对于 圆 外 的 任意 一个 质点 B, 由于 圆 的 对称性, 无论 B 位于 圆 的 哪个方向, 只要 和 圆心 O 的 距离 相等, 则 受到 圆 的 引力 都一样 。 所以 对于 圆 外 的 质点, 实心圆 可以 看作 圆心 处 的 一个 质点 。
对于 圆 内 的 一个 质点 B, 以 圆心 O 为 圆心, 过 B 作一个 圆 P, 圆 P 把 实心圆 A 分割 成 一个 小实心圆 和 一个 环形 。 内部 是 小实心圆, 外部 是 环形 。
小实心圆 和 环形 都 具有 对称性, 所以 B 在 P 上 的 任意 位置 受到 小实心圆 和 环形 的 引力 都一样, 即 只要 B 到 圆心 O 的 距离 相等, B 在 任意位置 受到 小实心圆 和 环形 的 引力 都一样 , 所以, 对于 圆内 的 质点 B, 实心圆 也可以看作是 圆心 处 的 质点 。
但 问题 没有 完, 圆心处 的 质点 的 质量 是否 和 实心圆 的 质量 相等 ?
对于 圆外 的 情况 , 可以 先 简单 的 来看, 过 O 、B 作一条 直线 OB, OB 和 实心圆 A 的 边 相交 于 C 、 D,
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