Gravitationspotentialenergie eines nnn-Körpers

In meinem CIE-A-Level-Kurs wird die Gravitationspotentialenergie einer Masse in einem Gravitationsfeld als die Arbeit definiert, die geleistet wird, um die Masse aus dem Unendlichen zu diesem Punkt zu bringen, ohne ihre Ke-Energie zu ändern.

Ich dachte an die potenzielle Energie der Gravitation, wenn ein System aus mehr als 2 Massen besteht; es wäre offensichtlich niedriger, aber ich kann es mit dieser Definition nicht berechnen. Was wäre die richtige Definition des gpe von an N -Körpersystem und wie würde es berechnet?

PS: Ich weiß, dass es unsinnig ist, gpe einer Masse zu definieren, aber aus irgendeinem Grund definieren sie es einfach so, und es funktioniert für ein 2-Körper-System.

Antworten (1)

Die Gravitationspotentialenergie eines Systems von N Körper wird durch die Formel berechnet, ähnlich der Formel der potentiellen Energie der beiden Körper. Sie müssen nur die Zwei-Körper-Formel für alle Körperpaare anwenden und die Ergebnisse zusammenfassen:

E = ich = 0 N J = ich + 1 N G M ich M J / R ich J

Wieso ist es so? Angenommen, die Formel ist richtig für N 1 Körper. Jetzt bringst du M N aus der Unendlichkeit. In jedem Moment wirkt die gesamte Gravitationskraft auf M N ist gleich der Summe der Gravitationskräfte, die von einzelnen Massen erzeugt werden M ich , also ist die Gesamtarbeit, die von Gravitationskräften geleistet wird, die Summe der Arbeiten, die von diesen einzelnen Kräften geleistet werden, also wäre die Gesamtarbeit E = ich = 0 N 1 G M N M ich / R N ich .