为什么π的平方等于g?

软1killer

说π²等于g是错误的。

π是圆周率,是代表圆周长和直径的比值,它是一个无理数,是一个常数,即无限不循环小数,约等于3.14159265,没有单位。π²≈9.8696,也是个没有单位的值。

g是重力加速度,它是个矢量,是有方向的,方向总是竖直向下,单位是m/s²。g不是常数,在地球重力加速度的大小随着纬度和高度的变化会相应的改变:纬度变大,g变大;高度升高,g变小。如果到了其他星球,g的大小更会千差万别。

在地球上重力加速度最大的地方在两极(纬度90度)的地球表面约为9.832m/s²,这个数值和π²(约9.8696)如果仅从数值上比较也只是接近,不相等。

结论:π²和g无法比较。


潘老师物理

无论是意义上,还是数值上,π^2和g这两者根本就不相等。在物理学中,等号两边的单位肯定是等价的,否则是无法划上等号的,比如,J=kg·(m/s)^2=N·m。

回到问题中来,π表示圆周率,任何圆的周长和直径之比都是这个没有单位的常数,因为周长和直径的单位是相同的,所以比掉之后单位也跟着消掉。而g表示重力加速度,它是有单位的——m/s^2或者N/kg。因此,一个没有单位的数是不可能与另一个有单位的数划上等号。

此外,g并非一个真正意义上的常数,它作为常数是有条件的,那就是要与天体中心的距离相等。结合万有引力定律和牛顿第二运动定律可得:

F=GMm/r^2=mg

所以重力加速度g的计算公式如下:

g=GM/r^2

其中G是万有引力常数,M为天体质量,r表示距离天体中心有多远。

对于同一个天体,g的大小与r有关。由于地球是一个赤道略微凸起、两极略微扁平的椭球形,所以全球的表面重力加速度并非一个常数,而是纬度越低,g的数值越小。从测量结果来看,地球表面重力加速度介于9.764 m/s^2至9.834 m/s^2之间,平均值为9.807 m/s^2。

而π^2约等于9.870,它在数值上略大于地球表面重力加速度,但这也仅仅只是个巧合而已。如果海拔升高到100公里,则对应的g为9.520 m/s^2,在数值上与π^2越差越大。而如果换了个星球,其表面重力加速度的数值将变得完全不同于π^2。例如,月球表面的g为1.62 m/s^2,它在数值上远小于π^2,而太阳表面的g为275.42 m/s^2,它在数值上远大于π^2。如果要使地球表面的g在数值上等于π^2,那么,地球的平均半径应该为6355千米,略小于现实中的6371千米。

从本质上来说,地球表面的g和π^2在数值上较为接近,这与人类如何定义米和秒的长度有关。


火星一号

一个是圆周率,一个是重力加速度。

一个只是系数3.1415926......,没有单位,而另一个是9.8米每平方秒。一个是数学概念,一个是物理概念,基本上关系不大,当然偶尔也会一起来计算。

但为什么π的平方恰好是g呢?这大概就是一个巧合。就比如为什么郭敬明的身高恰好等于根号2一样。


也许,它们之间还是存在一定联系的,这就不是我等凡人所知道的了。


开挂的猪猪

不做专业解释了。

问题的提出,相当于问你为什么三个鸡蛋等于两瓶啤酒。

π只是表达平面图形中,圆周长与其直径有固定的比,这个比因为无法用有限位小数表达,也不能用整数比来表达。数学家的解决方法是引进新的数字表达方法,称之为无理数。圆周率就是典型的无理数。至于π的平方,很遗憾,它不是一个直观的有意义的物理概念。

中学生会接触到重力加速度。写做g。它只用于计算天体对某个物体的引力。即使在地球上,g一般也不等于π的平方,这不是一个恒定量值,而是变量。π的平方近似值为9.8697 ,g在地球海平面与纬度有关,国际上将在纬度45°的海平面精确测得物体的重力加速度g=9.80665米/秒^2;作为重力加速度的标准值。


jack200351227

印象在悟空问答中,已经多次遇到类似问题,所以,现在想是不是开玩笑,或者是在有意戏耍。说两点:

1.昨天为回答同一物体在两极与赤道的轻重问题,谈到过g。在初中物体中,只知道是重力与质量的比值,取g=9.8N/kg。到高中物理就知道这叫重力加速度,单位为m/s²,其实,这都不重要,关键是重力加速度并不是固定不变的,其大小随高度和纬度的变化而变化,下图就是几个不同纬度和高度的重力加速度。π虽是无理数,但却是常数,二者怎么可能有恒定不变数量关系?





2.说起来有点滑稽,不知道大家算过没有?π的平方是多少?据说现代计算机已将其计算到小数点后第50亿位,我们只取前几位算一下。3.14159²=9.8695877281,跟上表对照一下,有相等的吗?


甜甜向上314159

它必须是巧合

π是一个基本的数学常数,不以任何方式依赖于现实世界中的任何事物。

地球表面的重力加速度取决于地球的质量和半径,它的数值取决于它所要表达的单位。

在你写g=9.8m/s^2时,你使用米和秒的单位,而π是圆周率,没有单位。

物理定义上已经不同了。


量子猫

应该说π的平方在某些情况下与重力加速度g的大小相近,而不能说π的平方等于g。

因为π没有单位,g有单位,是米每平方秒,单位不同就不能说这两个数相等;

π没有方向,g有方向(竖直向下),方向不同这两个数就不等;

g不是个常量,它是变化的,在打地球上,它随着纬度、高度的变化而变化,某些情况π²和g的数值大小接近只是巧合而已。

然而,π²和g到底有没有关系呢?

我们通过分析卫星的运动情况看一下,假设有一同步卫星(周期T为24小时)质量m,到地心距离R,地球质量M,它在围绕地球做圆周运动的过程中,向心力是由万有引力提供的,根据万有引力公式和向心力公式:



式中右边出现了π²,左边出现了G(不是g,G是引力常量),好像π的平方和G有一定的关系,那么G和g是否也存在某种关系呢?请高手们继续讨论。


登峰

因为方便考试计算啦。

开个玩笑而已。其实不必这么神化。为什么呢?想想,g=9.8N/kg是地球的重力常数。只适用于地球。换成其他星球就不是9.8了。而且9.8不是精确值,即使现在技术再先进也无法测得这个精确值。

而pi=3.1415926535……是一个数学常数,全宇宙范围都适用。pi就像是1一样的准确值,只不过无理数不能无损地用有理数方法表示。

所以说这只是个巧合,不能算规律,没有什么科学内涵。记住也可以,需要算的时候直接用就是了


牛仔忙66

是这样的,两个代表的意义完全不一样,但是在初高中物理计算的时候,由于不给用计算器,规定可以用π的平方的数值等于g的数值!记住仅仅是数值,后面的单位一个不能少。


团长体育

它俩量纲都不一样,压根就没有可比性好吧。当重力加速度g的单位取m/s²的时候其数值和π²也不一样,况且在地球的不同位置g会发生变化,因此以m/s²为单位其数值也会不断发生变化,更何况对g这种量纲不为1的量你可以任意选取单位,即使在相同的重力加速度下,因单位的不同也会导致其数值不同,因此无论如何π²和g都没有任何可比性!