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引力結合能

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重力結合能是將鬆散物質通過引力作用相互聚攏的能量,其在量上等於將物體移動至無限遠處所需的能量,或者物體從無限遠處開始加速的過程中所釋放的能量(通常以熱能的形式)。

一個系統的重力結合能等於這個系統的重力勢能相反數。在一個天體和一顆衛星的系統中,重力結合能較衛星天體之間的重力勢能,其絕對值大得多。這是因為,後者僅將兩部分分離的能量計算在內,而不計算各部分本身的能量。

對於一個均質球體,重力結合能U的定義為:

其中,G代表重力常數M是這個球體的質量r是球體半徑。與將兩個相互接觸的相同球體分離至無限遠所需的能量相比,這一能量還要大20%。

假設,地球是一個均質球體,質量M=5.97×1024kg,半徑r=6.37×106m,那麼U就是2.24×1032J。這大致上等於太陽一周所釋放的能量。它是37.5 MJ/kg,是表面上的勢能的60%。

根據緯里理論,一顆恆星的重力結合能大約是內部熱能的兩倍。


雖然萬有引力本身相對質量非常小,但是當總體質量很大時,比如地球,其因重力產生的能量 就會變得不容忽視,現代科學家相信,地核的高溫,就與重力結合能有關