• توجه: در صورتی که از کاربران قدیمی ایران انجمن هستید و امکان ورود به سایت را ندارید، میتوانید با آیدی altin_admin@ در تلگرام تماس حاصل نمایید.

گرانش کره ی توخالی و توپر

parisa

متخصص بخش
سؤال
کره ای با چگالی یکنواخت (ρ) با شعاع r را در نظر بگیرید. از این کره تکه ای کروی به شعاع r/2 برمی داریم به طوریکه یک حفره به همان اندازه ایجاد می شود (شکل1). مرکز کره ای با همان چگالی ولی با شعاع r/2 با فاصله ی 4r از مرکز کره با حفره ی درونی اش، قرار دارد. چه نیرویی این دو جرم به دلیل نیروی گرانش بهم وارد می کنند؟

com-ph-116-1.gif
 

parisa

متخصص بخش
جواب
وقتي يك حفره با جرم بيشتر باشد مي‌توانيم نيروي جاذبه بيم دو جسم را در صورتي حساب كنيم كه هيچ حفره‌اي نباشد و بعد نيروي جاذبه را بين جرم كوچك‌تر جرم حفره‌اي كه با همان اندازه قبلاً پُر بوده در جرم بزرگ‌تر كم كنيم:

com-ph-116-2.gif
براي پيدا كردن جرم با چگالي معين بايد چگالي را در حجم كره ضرب كنيم:

com-ph-116-4.gif

حالا كه مي‌دانيم نيروي جاذبه‌ي بين كره‌ها چقدر است (اگر حفره‌اي نباشد)،‌ مقدار نيروي جاذبه‌ي حفره را مي‌توانيم بدست آوريم:

com-ph-116-3.gif
com-ph-116-5.gif

حالا مي‌توانيم نيرويي كه حفره به كره‌ي B وارد مي‌كند بدست آوريم:

com-ph-116-6.gif
com-ph-116-7.gif
 
بالا