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地球的质量达到60亿吨,这是怎么测出来的?

物體的質量是我們非常熟悉的一個物理概念, 如果說測某樣東西的質量是多少, 你一定會覺得非常容易, 只要根據它大概的質量, 放在相應的稱上, 然后讀數就可以了。 但是如果說要你測量地球的質量呢?我們是絕對不可能將它放在一臺巨大的稱上的;即使有, 太空中沒有引力, 這個方法也是不可行的。

事實上, 這是通過一個實驗模型放大到天體上, 再通過計算得出來的數值。 我們知道, 任意兩個物體之間都是存在引力的, 只是我們生活中接觸到的東西的質量都不夠大, 我們感覺不到罷了。

這個實驗就是根據這個定理為基礎設計的。

但是從這個理論被提出來, 到真的有研究者準確地測定出地球的質量, 中間隔了100多年的時間, 而且在這100年中, 是有很多研究者都進行過各種各樣的嘗試的, 只是都沒有成功。 最后是英國的一位學者卡文迪許通過實驗, 先得出了常數G的值, 以此為基礎就可以求出地球到底有多重。

這個實驗設計得非常簡單和巧妙:已知兩個小球質量分別為M和m, 球心之間的距離r也一直, 它們之間的引力會對扭轉二者位置中間的懸掛小球的鋼絲, 測量偏轉角度后在帶入公式, 就可以得出G的值。 而小球的重力則為它和地球間的引力, 以此計算出地球質量。 在這個實驗中, 研究者將各種可能的干擾因素,

如空氣流動等都排除掉了, 得出的數值相當精確。

那么我們費力得測出地球的質量又有什么用呢?事實上, 我們現在能成功地發射各種衛星, 宇宙飛船等就是因為我們精確掌握了地球的質量, 這樣才能計算出, 我們要到達不同的軌道要使得這些飛行器的速度達到多少。 可以說在這個實驗之后, 我們在航天領域才能獲得這樣的成就。

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