实心球体内部一点的万有引力 — 壳层定理
内圈实心球(半径 r,贡献引力)
外圈球壳(r→R,净引力为零)
试探质点 P
内圈(半径 r 的实心球)
M内 = (4/3)πr³ρ = M·(r/R)³
F内 = G·M内·m / r²
= GMm·r / R³ (指向球心,∝ r)
F内 = G·M内·m / r²
= GMm·r / R³ (指向球心,∝ r)
外圈(r→R 的球壳)
对称质量元两两抵消
F外 = 0 (壳层定理)
F外 = 0 (壳层定理)
合力(指向球心)
F = F内 + F外
F = GMm·r / R³
∝ r,r=0 时 F=0
F = GMm·r / R³
∝ r,r=0 时 F=0