补齐这个小圆,则均匀球壳与m的引力为0,题目所求引力大小与小圆和m引力大小相同,方向相反。小圆质量为m'=M* (pi*r^2)/(4*pi*R^2)=M*(r/2R)^2
引力大小为
Gmm'/R^2=(GMmr^2)/(4R^4)
像这种被挖去一块或者是由几个规则体拼成的几何体都是采用割补法。
此体先算密度。p=M/V=M/(4/3πR^3),再球挖去部分的质量,m'=pv=M*(r/R)^3。在求引力。此引力相当于一个小球和一个大球共同作用的合力。质点在大球内部,引力为0,小球引力F=Gmm'/(R-r)^2。所以质点受引力为GMmr^3/[(R-r)^2*R^3]。方向为圆心与被挖部分连线的反向延长线方向。
r的3次方/R的三次方乘以M就是