大学物理超难证明题!一个密度均匀的星体由于万有引力在其中心处产生的压强是多少

4个回答

  • 如果是个液态星球,可以值得一算,因为液体会将压强传递下去.固态星球的话,因为固体之间存在切向应力,没法计算.

    现在计算液态星球,球心处的压强.

    假设液态星球的密度是p,半径是R.

    首先计算在星球内部任意半径r处的引力场强度E:

    E=GM(r)/r^2=G*p*4π/3*r^3/r^2=4πGp/3*r=kr,这里记k=4πGp

    现在做一根从星体表面到球心的细长的圆柱体液柱,圆柱体截面积是s,s非常小,星球中心的压强就是这个液柱的重力/s.因为液柱两侧的其他液体给予的力是垂直侧面的,没有径向分量.

    r处的小体元dV=sdr,受引力

    df=E(r)pdV=kr*p*sdr=kpsrdr

    积分这个力从表面到球心,得到

    F=kpsR^2/2

    压强

    P=F/s=kpR^2/2=2πGp^2R^2/3