题目内容

【题目】如图所示,一个质量为的匀质实心球,半径为,如果从球上挖去一个直径为的球,放在相距为的地方,分别求下列两种情况下挖去部分与剩余部分的万有引力大小。(答案必须用分式,已知,球体体积公式

(1)从球的正中心挖去部分与剩余部分(图1)之间的万有引力为多少?

(2)从与球面相切处挖去部分与剩余部分(图2)之间的万有引力为多少?

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)设挖去的球的质量为m,挖去的球的半径是原匀质实心球半径的,则

解得

没挖去前,原匀质实心球对相距处的直径为的匀质实心球(质量为)的万有引力

待挖去部分对该匀质实心球(质量为)的万有引力

则从球的正中心挖去部分与剩余部分之间的万有引力为

(2)没挖去前,原匀质实心球对相距处的直径为的匀质实心球(质量为)的万有引力

待挖去部分对该匀质实心球(质量为)的万有引力

则从与球面相切处挖去部分与剩余部分之间的万有引力为

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