引力常量的数值怎么用物理学理论来解释?

题目

引力常量的数值怎么用物理学理论来解释?

答案

有引力常量为G=6.67x10－11 N·m2 /kg2 牛顿发现了万有引力定律,但引力常量G这个数值是多少,连他本人也不知道.按说只要测出两个物体的质量,测出两个物体间的距离,再测出物体间的引力,代入万有引力定律,就可以测出这个常量.但因为一般物体的质量太小了,它们间的引力无法测出,而天体的质量太大了,又无法测出质量.所以,万有引力定律发现了100多年,万有引力常量仍没有一个准确的结果,这个公式就仍然不能是一个完善的等式.直到100多年后,英国人卡文迪许利用扭秤,才巧妙地测出了这个常量.这是一个卡文迪许扭秤的模型.（教师出示模型,并拆装讲解）这个扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下.若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石英丝就会扭转一个角度.力越大,扭转的角度也越大.反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小.现在在T形架的两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的.根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转的角度,就可以测出引力的大小.当然由于引力很小,这个扭转的角度会很小.怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动.这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大球对小球的引力.卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出引力常量G的数值.这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的.卡文迪许测定的G值为6.754×10-11,现在公认的G值为6.67×10-11.需要注意的是,这个引力常量是有单位的：它的单位应该是乘以两个质量的单位千克,再除以距离的单位m的平方后,得到力的单位牛顿,故应为N·m2／kg2