约化质量

✍ dations ◷ 2024-12-23 09:16:28 #力学,经典力学,天体力学,质量

在牛顿力学里，约化质量（Reduced mass），也称作折合质量、减缩质量，是出现于二体问题的 “有效”惯性质量。这是一个量纲为质量的物理量，使二体问题能够被变换为一体问题。

假设有两个物体，质量分别为 $m_{1}\!\,$ $m_{{1}}\!\,$ 与 $m_{2}\!\,$ $m_{{2}}\!\,$ ，环绕着两个物体的质心运行于各自的轨道。那么，等价的一体问题中，物体的质量就是约化质量 $\mu \!\,$ $\mu \!\,$ ，计算的方程为

这结果可以很容易地证明出来．用牛顿第二定律，物体 2 施于物体 1 的作用力，

物体 1 施于物体 2 的作用力，

依据牛顿第三定律，作用力与反作用力，大小相等，方向相反：

所以，

两个物体的相对加速度为

所以，我们总结，物体 1 的运动，相对于物体 2 ，就好似一个质量为约化质量的物体的运动。

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