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重力加速度之谜(第1页)

重力加速度之谜

不知你有没有做过这样的试验:假如你在北京用磅秤称体重为60公斤,那么你带着这个磅秤到广州再称一次体重,你会发现轻了80克重。这是因为尽管你的质量是固定不变的,但是广州和北京的重力加速度不同,广州是9.788米/秒2,北京是9.80米/秒,你在两地受到的重力也就不一样大了。同时,由于用了同一个磅秤、它的弹簧秤的零点并没有改变,所以弹簧力可以客观反映重力的大小,于是重力的差别就反映了出来。

从上述例子,我们知道,在地球不同纬度的地方,重力加速度是不一样大的。一般来说,纬度越小,重力加速度越小;纬度越大,重力加速度越大。赤道的重力加速度最小,为9.780米/秒。,而北极的重力加速度最大,为9.832米/秒2。

重力加速度不但与地球的纬度有关,而且也与海拔高度有关。比如,在海平面的重力加速度与喜马拉雅山上的重力加速度是不同的,在高山上的重力加速度显然要小。

地球上有地球重力加速度,月球上有月球的重力加速度,土星、木星也各有它们自己的重力加速度。甚至太阳还有太阳的重力加速度。

那么,为什么重力加速度有如此千变万化呢?其实这点并不难理解。因为由万有引力的公式:

F=G

其中G是引力常数,M代表地球(或其他星球)的质量,m代表物体的质量,r为这两者之间距离。显然重加速度g=G,在这个表达式中,M随星球不同而异,r随纬度或海拔高度而变,于是形成了上述重力加速度的干变万化。

然而,问题还要比这复杂得多,上述公式中一直认为G是一个常数。但是这点越来越被人们怀疑。有人根据宇宙大爆炸的理论,认为宇宙在不断膨胀,物质密度越来越稀,于是认为引力常数将越来越小。或者说,G随时间而变小。

另一种理论认为引力常数G随距离而变化,尤其是美国科学家朗在1976年的工作,从多年测得的数据,归纳出一个经验公式:

G=GO(1+0.002lnr)

其中r为两个物体之间的距离。这意味着距离r越大,引力常数越大,或者说,万有引力在宏观尺寸上,尤其对于天体之间,显示着更为重要的作用。而对于粒子的微观世界,作用就小。

正因为人们对重力加速度还不是完全了解,所以人们很难在地球上造成一个无重力环境,或者说实现一个在引力场屏蔽下的环境。即使在宇宙飞船或人造卫星的失重环境也绝非是绝对的无重力,仍然受到月球引力或太阳引力的摄动。

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