请问地球有多重?


地球有多重?——答案你一定想不到!因为是——0!

请问地球有多重?

文章插图
01阿基米德的杠杆原理
阿基米德有一句名言:给我一个支点 。我可以撬动整个地球!
大家都知道这是使用了杠杆原理:
F1×L1=F2×L2
F1和F2分别是动力和阻力 。L1和L2分别是动力臂和阻力臂 。
从公式中可以看出来 。当等式的一边固定时 。另一边的力和力臂成反比——力臂越长 。力越大!
所以 。只要力臂足够长 。那么任何人都可以撬动一个很大重力的物体!
那么 。如果对象是地球呢?
地球有多重呢?
请问地球有多重?

文章插图
02地球有多重
地球其实是处于失重状态的 。
通俗的讲:因为地球其实可以算是“漂浮”在宇宙空间中的 。既然是漂浮 。那么当然很“轻”了!
地球的重力本应该等于太阳对它的万有引力 。但是 。由于地球在绕着太阳做圆周运动 。这个引力去提供向心力了——所以 。地球处于完全失重的状态!
因此 。地球有多重?——答案是 。0!
这就是引力和重力的区别 。重力只是一种效果力 。完全失重 。重力就是0;当我们从高空自由落下的时候 。也是处于完全失重状态 。我们的重力也是0!
请问地球有多重?

文章插图
03“地球有多重”的这个“重”应该改一改 。改为“质量” 。
抛开重力和引力的问题 。可能提问者要问的其实是:地球的质量有多大 。
【请问地球有多重?】这是有个测量值的:5.965×10^24千克 。也就是5.965亿亿亿千克 。
那么 。这个数据是如何测量出来的呢?
首先 。它是由万有引力定律计算得到的:
请问地球有多重?

文章插图
如果我们知道F(地球上一个物体所受的万有引力大小) 。G(万有引力常量) 。m(该物体的质量) 。R(地球半径)就可以计算出地球质量M 。
F 。m 。R都非常好测量 。G比较难测量 。
G的测量
G最早是由卡文迪许利用扭秤实验来测得的 。卡文迪许在库仑扭秤的基础上做了更多的改进 。引入其他方法 。放大更多倍数 。
请问地球有多重?

文章插图
卡文迪许用铅球替代原来的小球(增加质量 。增大引力) 。并且把实验装置全部扩大(因为L1越大 。放大倍数就越高);而且在钢丝上加上一面镜子 。用一束光照射到镜子上 。再反射到很远的墙壁上 。
这样的话 。扭秤转动一点点距离 。光斑就会移动很多的距离——从而又进行了一次放大(实验中是用望远镜来观察的) 。
下面把简化的计算过程和实验示意图放在一起展示:
请问地球有多重?

文章插图
卡文迪许所测量的万有引力常量G的数值为 6.754×10N·m^2/kg^2 。而现代值的前四位数为6.672——所以 。卡文迪许的实验精度是非常高的 。
请问地球有多重?

文章插图
测量出了G 。那么地球质量就可以轻松算出来了!
就是上面说的 。将近6亿亿亿千克!
04结论
所以 。如果说的是重力:那么地球的重力为0!
如果说的是质量 。那么地球的质量是6亿亿亿千克!
我是宇宙物理学 。这就是我的回答!
请问地球有多重?

文章插图
其他观点:
请问地球有多重?

文章插图
地球没有重量 。只有质量 。
重量是一个变动的量 。在不同的重力环境下 。物体的重量是不一样的 。地球当然也不例外 。
地球现在漂浮在太空 。处于失重状态 。也就是没有重量的状态 。但地球的质量是确定的 。无论在什么重力状态下都一样 。
要弄明白这个问题 。我们首先要弄清什么是重量 。什么是质量 。
重量是重力作用下物体的度量 。也就是引力导致的物体度量 。引力或者重力越大 。物体的度量就越大 。
重量的单位为牛顿 。符号为N 。在地球重力状态下 。1公斤质量的物质产生的重量为9.8牛顿(N) 。
请问地球有多重?

文章插图
而质量是物体的量度 。是物体的量的表示 。这种量在什么重力条件下都不变 。

推荐阅读