求证:一个均匀球壳,对球壳内物质的万有引力为零

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/21 22:23:09
求证:一个均匀球壳,对球壳内物质的万有引力为零,而对球壳外物质的万有引力不为零,并且其作用就相当于球壳的质量都集中到球心那样。

高斯定理: 对于平方反比的力场,如静电场,引力场,场强点积某一封闭曲面的面积分,等于该曲面所包围的场源的量。
比如,电场对某一封闭曲面的面积分等于曲面所包围的电荷乘某一场数。引力场也类似。
回到该问题,在球腔内由于无物质,所以任意以中心为球心的封闭球面都不包含质量,于是力对这个球面的积分为零。这个球面可以从一点扩展到球腔,包含了腔内任何点。由于对称性,每一点的力都是零才能保证面积分为零。
于是得证。
高斯定理的证明要看普物和高数。

因为壳是球型,所以对于球内任何一点,其所有作用力相互抵消,合力是0