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从椭圆轨道到万有引力定律


率e除水星外都不大(见上表),可把行星轨道近似看作圆形,根据面积定律,行星应作匀速率圆周运动。

所以,其向心加速度:                                                          ①

对圆轨道,周期为:                                                            ②

周期定律:                 (K为与太阳有关的常量)                            ③

将②③代入①有:                                         ④

根据牛顿第二定律,即得行星受到的向心力:                                   ⑤

这说明,开普勒第三定律实际上向人们提示这样的结论:一个行星所受到的向心力与其质量成正比,与它到太阳的距离二次方成反比。当然也是建立在牛牛顿经典力学的基础上的。

牛顿认为这种力应该是“万有”的,即普适的、统一的。因此地球对月亮、对地面重物也应遵循上述结论。于是月球绕地球沿圆轨道运行的向心加速度,按④式应是

其中 是地月距离, 是与地球有关的常量。类推地面物体,如果物体以足够大的水平速度射出,它就能不落地面而绕地球作圆周运动, 就是它的向心加速度。设地球半径为 ,则

从这两式消去 ,在将 代入,就得  

《从椭圆轨道到万有引力定律》
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