有的读者可能会产生这样的疑问:我们并没有在月球和其他行星上的生活体验,那我们是如何知道它们上面有没有重力的呢?其实,道理很简单,只要知道这个天体的半径以及质量,我们就可以很容易地计算出物体在这个天体上受到的重力有多大。
仍以月球为例。在前文中,我们说过,月球的质量是地球的。
根据牛顿定律,在讨论万有引力时,我们通常把球体的质量集中在球心来分析。对于地球而言,从地球中心到地表的距离就是地球的半径,月球也是一样,而月球的半径是地球的
,所以,月球上引力(物体的重力)相当于地球上的:
换句话说,如果一个物体在地球上的质量为1千克,那么,到了月球上,它的质量就只有
千克了,不过,这个变化并不大,我们只能通过弹簧秤测量才能看出变化。
这里还有一个有趣的现象,要是月球上有水,那么,在月球游泳的时候,跟地球上的感觉将是一样的,这是为什么呢?因为人的体重在月球上会减少到原来的
,他在游泳的时候会排开一些水,这些水的质量也会减少到原来的
。所以,如果在月球上潜水,也会跟在地球上一样,感觉困难。不过,如果浮到水面上,在月球上的感觉就会非常轻松,因为我们的体重变轻了,这时不需要费力气,身体就可以轻松地漂起来。
在下表中,我们列出了同一物体在地球与各行星上的重力大小(地球重力=1)。
可见,在这个排行榜上,地球位于第四位,排在它前面的是木星、海王星和土星,如图所示。
图同一个人在不同行星上的重量并不相同,在水星上最轻,在木星上最重。