地球的质量是怎么计算出来的?


谢邀 。地球的质量 。利用科学技术 。根据地球的大小 。单位面积 。估算出地球的质量 。
其他观点:
其实我们百科所查到的地球质量是经过严格计算出来的结果 。其中考虑了许多影响因素 。可能原理不复杂 。但是计算量却很大 。因此这里我主要讲一种 。普通人利用身边的工具 。简单粗略测量地球质量的方法 。
需要测量的物理量
测量任何一个数据前 。我们都要想清楚到底是直接测量还是间接测量 。例如我们量水的毫升数 。物体的重量 。物体的个数等都属于直接测量 。但是像地球的质量这类问题显然是无法直接测量的 。

地球的质量是怎么计算出来的?

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我们时时刻刻都站在地球表面受着地球的引力 。因此我们就不妨用万有引力定律来计算 。因为是粗略计算 。我们简单认为万有引力完全提供重力 。
也就是GMm/r^2=mg化简就能得到
M=gr^2/G(1)
在已知万有引力常数的情况下 。我们需要测量的物理量就是重力加速度g 和地球半径r。
重力加速度g的测量
地球的质量是怎么计算出来的?

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这种方法相信大家中学物理实验已经做过很多次了 。所以很简单这里就不过多阐述了 。
地球半径的测量
地球的质量是怎么计算出来的?

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首先选择一处视野开阔 。地势平坦的地方 。最好是大草原或者海边这种 。面对太阳躺下 。在太阳完全消失在地平线的时候按下秒表 。并立马起身 。你会看到太阳还没下山 。等再次太阳消失在地平线时停止秒表 。
那么怎么测量地球半径呢?原理图给大家放在下面 。从这个图我们能得到一个关系式:
地球的质量是怎么计算出来的?

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还记得我们的秒表吗?没错由于地球每24小时自转360度 。所以t /α=24×3600/360就是α的数值 。因此我们的半径也就可以知道了 。
将重力加速度和地球半径带入(1)式 。我们就可以近似得到地球的质量 。
再次强调下 。这种方法只是我给大家提供的一种自己测量地球质量的简单方法 。并不是说古代就是用这种方法测量的 。同样这种方法虽然有误差 。但是计算出的结果误差并没有那么大 。
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其他观点:
地球的质量是通过万有引力定律计算出来的 。目前公认的数值是5.965×10^24kg 。
第一个计算出地球质量的人是英国科学家卡文迪许 。就是测量地球重力值的那个人 。他生活于18世纪 。在17世纪时 。地球的大小已经基本确认 。而地球的质量已经成为一个当时非常想知道的科学数据 。很多人开始试着计算地球的质量 。但是由于方法问题 。得出的结果差异都很大 。当时计算出的地球质量为5.3×1021克 。与实际的差异相差太大了 。
地球的质量是怎么计算出来的?

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直到在1687年 。牛顿发现了万有引力定律 。这个计算出地球质量的想法才有了可能 。不过 。首先要确认的就是万有引力常数 。只有这个数确认了 。才可以精确计算出地球的质量 。
在17世纪到18世纪期间 。很多人试图测定万有引力常数 。但很多人失败了 。而最终这项荣誉留给了卡文迪许 。
【地球的质量是怎么计算出来的?】
地球的质量是怎么计算出来的?

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卡文迪许设计了一个扭秤机构 。精确测量出了万有引力常数 。这个数值与今天的数值相差无几 。随后在1798年 。卡文迪许公布了他据此计算出的地球质量 。

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