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  • 重力和引力的区别是什么(重力与万有引力是一

    主页 > 和记问答 > 2024-02-19 21:38

      摘要: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。重力并不等于引力,但又与引力有着密切的联系。重力是由于地球对物体的引力而产生的力,在不同的星球上物体所受的重力不同。

      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。

      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。

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