物体在什么地方会更重一些

时间:2023-11-17 01:49:04

我们知道,地球上的每一个物体,都受到地心引力的作用。如果把物体抬高,地心引力就会减小。比如,把一个1千克重的砝码拿到离地面6400千米的高度,也就是说,砝码离地球中心的距离是地球半径的两倍,那么这个砝码和地球之间的引力只有在地面时的物体在什么地方会更重一些

。从另一个角度来讲,如果在6400千米的高空称这个1千克的砝码,它的重量只有0.25千克。根据万有引力定律,计算地球和物体之间的万有引力,常把地球的质量集中在地心位置,万有引力与距离的平方成反比。刚才的这个例子,砝码离地心的距离是地球半径的两倍时,万有引力就是原来的物体在什么地方会更重一些

,也就是物体在什么地方会更重一些

。如果把砝码拿到离地面12800千米的高空,也就是说,砝码离地心的距离是地球半径的3倍,此时万有引力就只有原来的物体在什么地方会更重一些

,也就是物体在什么地方会更重一些

,在这个高度称这个砝码,重量只有111克。

那么,是不是说,物体离地心越近,它受到的引力就会越大呢?还是以砝码为例,如果真是这样,那么砝码在地下越深,它的重量就越重。但是很遗憾,这个推论是错误的。相反,物体在地下越深,它的重量不是变大,而是变小。该怎么解释这一现象呢?

是这样的:如图所示,在地面以下,对物体产生引力的物质微粒把物体包裹在其中,而不是在物体的某一方向。从图中我们看到,在地面以下的砝码,受到两个力的作用,一个是砝码下部的地球微粒对它的吸引,一个是砝码上部的地球微粒的吸引。

物体在什么地方会更重一些

图 在地面以下,砝码的受力分析图示。

需要注意的是,对于地面以下的物体而言,真正作用在它身上的引力,只有物体下面的球体,这个球体的半径就是这个物体和地心之间的距离。所以,物体离地心越近,它的重量会迅速减小。如果物体在地心,四周的地球微粒对物体产生的引力完全相等,物体的重量就会完全失去,变成一个没有任何重量的物体。

因此,可以说,物体在地面上的重量是最大的,在高空或深入地下,它的重量就会小得多(这里,我们假定地球的密度是相等的。其实,实际情况并非如此,越靠近地心的地方,密度越大,所以物体在深入地下的时候,一开始的重量是增加的,到了一定值后才会变小)。