重力其实并不等于引力,在地球上所受的重力会发生变化吗?会



重力其实并不等于引力,在地球上所受的重力会发生变化吗?会


文章图片



重力其实并不等于引力,在地球上所受的重力会发生变化吗?会


文章图片



重力其实并不等于引力,在地球上所受的重力会发生变化吗?会


苹果因为万有引力的作用而从树上坠落地面 , 我们也因为地球的重力才没有飘逸到宇宙之中去 , 那么重力是不是就是引力呢?还真不是 。
引力是宇宙中已知的四种基本力之一 , 任何两个具有质量的物体之间都具有相互的引力作用 , 比如桌面上放着的两个杯子 , 它们之间同样具有相互的引力作用 , 只不过由于极其微弱 , 所以无法察觉罢了 。 那么重力是什么呢?重力其实并不等于引力 , 但又与引力有着密切的联系 。 事实上 , 重力是由于地球对物体的引力而产生的力 , 它的计算公式为F=mg , m是物体的质量 , g为重力加速度 , 地球上的重力加速度为9.8m/s2 。 物体的质量是不会变化的 , 但重力加速度却会发生变化 , 所以在不同的星球上 , 物体所受的重力也就不同 。

万有引力为F=GMm/R2 , G是万有引力常数 , M是地球的质量 , m是物体的质量 , R是地球的半径 。
从计算公式可知 , 重力并不完全等于万有引力 , 万有引力只与两个物体的质量和距离有关 。 只要仔细思考重力与万有引力之间的关系 , 我们就会发现一个问题 , 地球上的物体所受到的重力其实是并不相同的 , 而导致这种不同的第一个因素就是所处的位置 。 地球是一个球体 , 但并不是一个标准的球体 , 准确地来说 , 地球应该算是一个椭球体 。 在南北极点上 , 地球的半径约为6356.9千米 , 而在赤道地区 , 半径就变成了6378.5千米 。

引力与距离的平方成反比 , 所以距离越远 , 两个物体的引力作用就越小 , 通过计算可知 , 在赤道地区 , 物体所受的重力大概比两极地区小1.5‰ 。
赤道地区所受的重力比南北极点小 , 但并不止距离这一个因素而已 , 还有另一个非常重要的因素 , 那就是离心力 。 地球并不是一颗静止不动的行星 , 它时刻处于自转运动之中 , 其自转角速度可以达到每小时15度 , 所以位于地球上的物体也会随地球一定转动 。 不过也并不是任何地方的物体都会随地球一起转动 , 位于南北极点的物体就不会 , 所以在南北极点上 , 重力就等于万有引力 。

在地球上 , 自转线速度最快的地方就是赤道 , 可以达到每小时1670千米 , 所以位于赤道上的物体所受到的向外的离心力就是最大的 , 因此赤道地区的物体所受的重力就等于万有引力减去惯性离心力 。
需要注意的一点是 , 离心力其实并不存在 , 它只是一种虚拟力 , 实际上为了维持圆周运动所产生的力是向心力 , 这里之所以将其用虚拟的离心力来表示 , 是为了让理解和计算都变得更加简单 。 万有引力是GMm/R2 , 而惯性离心力是mω2R , 这里面的ω是自转角速度 。 经过计算可知 , 由于地球自转的影响 , 所以在赤道地区所受的重力比南北极点要小大约3.5‰ , 再加上因距离所产生的1.5‰的差距 , 最终可以得出结论 , 赤道地区所受的重力比南北极点大约小5‰ 。

地球重力存在差异 , 所以在赤道地区购买黄金 , 然后跑到南北极点卖出 , 妥妥获利5‰ 。
不过想法虽好 , 但却没有实际操作的价值 , 因为首先南北极点没有金店 , 你需要强拉一个买家到南北极点去跟你交易 。 其次 , 这个黄金买家必须是个刚刚从卖菜转行过来的 , 这样他才会使用弹簧秤来称黄金 , 而专业的黄金商人使用的都是天平 , 在哪称都一样 。 在地球上 , 不同位置所受的重力是不相同的 , 那么同一个位置 , 重力是否有发生变化的可能呢?当然有可能 , 而且每时每刻都在变化 , 只不过变化十分微小罢了 。

导致一个地点重力发生变化的因素并不在地球之内 , 而在地球之外 。
【重力其实并不等于引力,在地球上所受的重力会发生变化吗?会】地球并不是一颗孤星 , 在地球周围还存在着其它天体 , 这些天体会对地球产生引力作用 , 并使地球上物体所受的重力大小发生变化 , 而重力变化的幅度与物体和地外天体的位置关系有关 。 比如位于地球背阳面的物体 , 其所受的地球引力和太阳引力的方向是相同的 , 所以重力就会有些许增加 , 而位于地球向阳面的物体 , 因为太阳引力与地球引力方向是相反的 , 所以重力就会有所减轻 , 不过影响幅度非常小 , 还不足千万分之一 , 也就是说一千万斤的物体最多只会因太阳的引力作用而发生1斤的重量变化 。 其实 , 对地球重力影响最大的天体并不是太阳 , 而是月亮 , 因为它与我们足够近 , 它对地球的重力影响大约可以达到太阳的2倍 , 也就是千万分之二 。

推荐阅读