如何计算在空间中经过其他物体附近的物体的运动?


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假设对象A在空间中移动并且正在靠近另一个对象(B)。假设其他物体的重力影响可以忽略。如何找到描述物体B运动的方程式?

在两种情况下,对象A正在直接移动或正在轨道上移动(围绕其他对象)。

我认为这个问题很基本,但是我找不到在基础大学课程水平上使用物理学就能解决该问题的任何东西(我已经学习了计算机科学,所以我只有1个学期的物理学,和基本的数学知识-积分,代数等)。

我知道可以通过数字方式解决问题,但我对寻找描述运动的方程式很感兴趣。


您是否正在寻找物体A和B之间的速度或距离之类的东西?
astromax

Answers:


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由于您对运动方程式感兴趣,因此我将使用拉格朗日力学来解决此问题。本质上,找到这两个物体A和B的动能和势能。

构造拉格朗日式:

L=TV

其中T是动能,V是势能。然后使用Euler-Lagrange方程实现运动方程(我会在这里添加它,但是我不确定您所遇到的问题的细节)。

两体运动始终可以被约束在一个平面上,因此您可能必须通过使用Lagrange乘子在其中施加约束。


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对我来说尚不清楚,如果您仅对方程感兴趣,以便可以插入数字并弄清楚它,或者想了解方程的推导方式。两种方法都称为二体问题,并以此作为搜索关键字,应该不难找到解释推导和说明方程式的在线参考,例如http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_two -body_problemhttp://en.wikipedia.org/wiki/Two-body_problem

您所指的情况有两种,一种是A在“直线前进”,另一种是A在绕B运转。这是相同的问题,因为您的第一种情况是“ A在直线前进”表示没有影响,也没有引力作用完全是B,即不存在。如果存在,则存在两体引力效应,这使其成为第二种情况。


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可以使用两体方程式近似通过地球的彗星。他不是说忽略A和B之间的重力,而是忽略其他物体。两体。而且绝不会出现一个物体可以沿直线移动而不受另一物体影响的情况!两者将相互拉近。在某些情况下,一个物体绕着另一个轨道运行,一个物体绕过另一个轨道,略微互相拉动,但是当物体跌落到坚韧不拔的时候,它们实际上是相同的。
杰里米
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