來源:百度文庫 2010-08-18 13:58:40
2.7 物體在什么地方比較重?
地球施向一個(gè)物體的吸引力(地球引力)要跟著這個(gè)物體從地面升高而減低。假如我們把一公斤重的砝碼提高到離地面6400公里,就是把這砝碼舉起到離地球中心兩倍地球半徑的距離,那么這個(gè)物體所受到的地球引力就會(huì)減弱到4分之一,如果在那里把這個(gè)砝碼放在彈簧秤上稱,就不再是1000克,而只是250克。根據(jù)萬有引力定律,地球吸引一切物體,可以看做它的全部質(zhì)量都集中在它的中心(地心),而這個(gè)引力跟距離的平方成反比。在上面這個(gè)例子里,砝碼跟地心的距離已經(jīng)加到地面到地心的距離的兩倍,因此引力就要減到原來的22分之一,就是4分之一。如果把砝碼移到離地面12,800公里,也就是離地心等于地球半徑的三倍,引力就要減到原來的32分之一,就是9分之一;1000克的砝碼,用彈簧秤來稱就只有111克了,依此類推。
這樣看來,自然而然會(huì)產(chǎn)生一種想法,認(rèn)為物體越跟地球的核心(地心)接近,地球引力就會(huì)越大;也就是說,一個(gè)砝碼,在地下很深的地方應(yīng)該更重一些。但是,這個(gè)臆斷是不正確的;物體在地下越深,它的重量不但不是越大,反而越小了。這現(xiàn)象的解釋是這樣的:在地下很深的地方,吸引物體的地球物質(zhì)微粒已經(jīng)不只是在這個(gè)物體的一面,而是在它的各方面。請(qǐng)看圖20。從圖上可以看出,那個(gè)在地下很深地方的砝碼,一方面受到在它下面的地球物質(zhì)微粒向下方吸引,另外一方面又受到在它上面的微粒向上方吸引。這兒我們不難證明,這些引力相互作用的結(jié)果,實(shí)際發(fā)生吸引作用的只是半徑等于從地心到物體之間的距離的那個(gè)球體。因此,如果物體逐漸深入到地球內(nèi)部,它的重量會(huì)很快減低。一到地心,重量就會(huì)完全失去,變成一個(gè)沒有重量的物體。因?yàn)椋谀菚r(shí)候物體四周的地球物質(zhì)微粒對(duì)它所施的引力各方面完全相等了。
所以,物體只是當(dāng)它在地面上的時(shí)候才有最大的重量,至于升到高空或深入地球,都只會(huì)使它的重量減少①。
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