Question

物体围绕地球做匀速圆周运动时，为什么重力小于万有引力？是因为万有引力做了加速度吗？

Answer 1

问：物体围绕地球做匀速圆周运动时，为什么重力小于万有引力？是因为万有引力做了加速度吗？

答：当物体围绕地球做匀速圆周运动时，其所受的向心力等于重力。 向心力是使物体沿着圆周运动的力，而重力则是地球对物体的引力。 万有引力是指两个物体之间由于其质量而产生的引力，其大小与质量和距离平方成反比。 在物体围绕地球做匀速圆周运动时，地球对它施加的引力即为万有引力，而这个引力会造成物体的运动状态发生变化。 但是，当物体维持在圆周轨道上时，其运动状态不再改变，因此其向心力与其所受的万有引力相等。 换句话说，在圆周运动中，重力与向心力相等，因此重力并不小于万有引力。 而要让万有引力变成向心力，需要对物体施加加速度。 这个加速度称为向心加速度，其大小等于向心力除以物体的质量。 如果向心加速度与半径不同，圆周运动就不能维持。 因此，在物体在圆周运动中，重力和万有引力处于动态平衡状态，使得物体能够维持匀速圆周运动。

问：就是一个物体在绕地球自转，在赤道上的时候，重力等于引力减去向心力，为什么呢？简单一点来说呀？

问：物体在赤道上，当地球自转的角速度达到一定程度的时候，重力就等于零，为什么呢？

答：在赤道上自转的物体所受到的向心力是沿着竖直方向的，而重力是指向地心的力。所以在这种情况下，重力和向心力不在同一方向上。 如果只考虑万有引力的话，物体所受到的引力是沿着与重力方向相同的方向，因为重力和引力的方向是相反的。因此，在这种情况下，物体所受到的万有引力的大小等于所受到的重力的大小。 然而，当物体绕地球自转时，其还受到了向心力的作用，这个向心力是由于物体在地球表面的自转而产生的。 如果物体在匀速圆周运动中，那么它所受的向心力大小可以通过重力和圆周运动半径计算得出。在赤道上，这个向心力和物体的质量成正比，所以这个力对于不同的物体来说可能不同。 因此，当物体在赤道上自转时，所受的重力等于所受的万有引力减去向心力。这是因为向心力和重力方向不同，向心力的存在会减小物体所受的重力的大小。

答：如果地球的自转角速度足够快，那么当物体在赤道上自转时，它所受到的向心力将等于重力大小，方向相反。这种情况下，向心力提供了一个向上的力，与重力向下的力抵消，使得物体的合外力为零，物体看起来就像处于失重状态。 这种情况的发生是因为地球的自转所产生的离心力。当物体在赤道上自转时，其距离地心最远，所以它所受到的离心力也最大。如果地球的自转速度达到了一定值，离心力就足以抵消重力，使得物体失重。 需要注意的是，这种情况只会在理论上发生，因为地球的自转速度需要非常快才能达到这种状态，而这种速度已经超过了可行的地球自转速度。 另外，需要指出的是，即使物体失重，它仍然在受到地球引力的作用，只是由于向心力抵消了重力而不再呈现出加速度。