万有引力常量(通常表示为 ( G ))是物理学中的一个基本常数,用于描述两个质点之间的引力影响,根据牛顿的万有引力定律:
[ F = G fracm_1 m_2}r^2} ]
其中,( F ) 是引力(单位:牛顿,N),( m_1 ) 和 ( m_2 ) 是质量(单位:千克,kg),( r ) 是距离(单位:米,m)。
关于 ( G ) 的单位:
在国际单位制(SI)中,( G ) 的单位是 立方米每千克每二次方秒((
extm}^3 cdot
extkg}^-1} cdot
exts}^-2}))。
这可以通过单位推导得出:
extkg} cdot
extm} cdot
exts}^-2})(由于 (1 ,
extN} = 1 ,
extkg} cdot
extm} cdot
exts}^-2}))。
[
G = frac(
extkg} cdot
extm} cdot
exts}^-2}) cdot (
extm}^2)}(
extkg} cdot
extkg})} = frac
extkg} cdot
extm}^3 cdot
exts}^-2}}
extkg}^2} =
extm}^3 cdot
extkg}^-1} cdot
exts}^-2}.
]
等价地,( G ) 的单位也常表述为 牛顿平方米每千克平方((
extN} cdot
extm}^2 cdot
extkg}^-2})),由于:
extN} cdot
extm}^2 cdot
extkg}^-2} = 1 , (
extkg} cdot
extm} cdot
exts}^-2}) cdot
extm}^2 cdot
extkg}^-2} =
extm}^3 cdot
extkg}^-1} cdot
exts}^-2})。
常见说法澄清:
1. 标准单位:在科学和工程领域,SI 单位((
extm}^3 cdot
extkg}^-1} cdot
exts}^-2}) 或 (
extN} cdot
extm}^2 cdot
extkg}^-2})) 是通用的。( G ) 的精确值约为 (6.67430
imes 10^-11} ,
extm}^3 cdot
extkg}^-1} cdot
exts}^-2})(根据 CODATA 2018 年推荐值)。
2. 与其他单位的混淆:
extm}/
exts}^2)) 混淆。( g ) 是局部变量(约为 (9.8 ,
extm}/
exts}^2)),而 ( G ) 一个普适常量。
extcm}^3 cdot
extg}^-1} cdot
exts}^-2}),但其值较小(约 (6.67430
imes 10^-8} ,
extcm}^3 cdot
extg}^-1} cdot
exts}^-2})),SI 单位更常用。
3. 误解纠正:( G ) 的单位 不是 简单的“力”或“加速度”单位(如 N 或 m/s2),由于它涉及质量和距离的二次方。单位推导必须基于牛顿定律的公式。
为什么单位重要
( G ) 的单位反映了引力的强度:它一个小量(数量级 (10^-11})),表示引力在宏观尺度上的微弱性。单位的一致性确保了物理计算的正确性,例如在天体力学或宇宙学中。
如果无论兄弟们有具体的上下文(如教科书或实验中的说法),我可以进一步解释!