地球有引力的主要原因是什麼

General 更新 2024年05月05日

  如果地球沒有引力的話,那麼人都會在空中下不來,一直都會在空中飄蕩,地球的引力和物質和我們都是並存的,失去引力的我們也將不再存在。下面是小編分享的地球有引力的主要原因,一起來看看吧。

  地球有引力的主要原因

  1665年,著名物理學家牛頓發現了萬有引力定律。這證明,引力和物質是並存的,有物質就有引力。不只是地球有引力,一切物質之間都有引力。那麼,地球為什麼會有引力呢?

  從地球的形成來看,地球就是在萬有引力的作用下,通過物質微粒互相吸引、不斷凝聚、累積和演變而成的,所以從這個角度說,地球也是靠引力起源的。

  從地球自身的特性來看,地球是具有磁力的球體,因此,地心自然就會產生一種巨大的引力,把地球上的一切物質都牢牢地吸引著。

  從地球的運動規律來看,在地球繞地軸自轉和繞太陽公轉的過程中,由於地球自身和地球與太陽的相互作用,從而使地球產生了一種引力,這種力可以與太陽的引力相抗衡,使地球不至於被太陽的強大的引力所吸引而“走錯路”。

  萬有引力也存在於被認為是物質與反物質的物質之間,除愛因斯坦提出的廣義相對論對牛頓萬有引力理論略作修改外,萬有引力在任何地方都是通用的。

  人在離地球多遠才會感覺不到引力

  只要人離開地球達到一個離心力與重力平衡,人就不能再感覺到地球的引力了。

  1、理論上,人無論何時都會受地球引力作用,這是萬有引力定律;

  2、人感覺不到地球的引力,並不代表地球的引力不作用人,只是一種平衡力罷了或者說這種引力已經小到人無法感覺的地步。

  一般認為任意具有質量的物體之間無論距離多遠,都會受到引力的作用,和物體的質量成正比,與物體間的距離的平方成反比,神州7號上太空員處於失重狀態不是因為沒有了地球的引力,而是因為該飛船及太空員已經達到宇宙第一速度或以上,環繞地球所產生的離心力與地球引力互相平衡,看上去就象是失重.如果大家不好理解,我舉個小例子可以幫助大家理解---失重不等於沒有受到引力:當一個物體在自由下落狀態無空氣阻力下處於自由落體狀態,其實就是一種失重,下落中,和在失重中的太空船沒有任何差別,差別在於我們通常身邊周圍的空氣阻力大,太空中特別是太空倉基本沒有空氣阻力影響.如果大家好奇,想知道究竟距離地球多遠沒有地球引力,我可以舉一個不大符合嚴謹的科學定論,卻又能這麼說。

  地球形成有45億年,如果我們定義為45億年前地球才稱之為地球的話形成過程的引力效應不計,那麼根據廣義相對論的宇宙中資訊傳播的最快速度---光速,那麼在地球45億光年外,就沒有了我們所稱之為地球的引。

  地球引力的介紹

  引力是質量的固有本質之一。每一個物體必然與另一個物體互相吸引。儘管引力的本質還有待於確定,但人們早已覺察到了它的存在和作用。接近地球的物體,無一例外地被吸引朝向地球質量的中心。因為在地球表面上的任何物體,與地球本身的質量相比,實在是微不足道的。

  地球引力的形成原因是什麼

  假如地球表面完全為自由流動的液態水所覆蓋,那麼這種液體水的表

  面呈現一個扁球體,在兩極稍平,而在赤道膨脹,這在前邊已經作了簡要的敘述。這個理想的形狀,稱為地球體,它將完美地同全部的重力、轉動力相平衡。牛頓定律對於引力的表達是重力遵循的基礎。眾所周知,該定律的基本表述為:m1與m2這兩個質點之間的引力,正比於二者質量的乘積,反比於這兩個質點中心之間距離的平方,如果說此處的F為作用在m2上的力,那麼R1為從m1指向m2的單位向量,r是m1與m2之間的距離,而A是萬物有引力常數。加上負號表示著力是互相吸引的。

  很明顯,引力是存在於自然界中強度最小的相互作用力。最近還發現,A的數值也不是常數,而是隨著時間有緩慢的減少。它的這種變化,是由許多原因造成的,其中之一被認為是由於地球半徑隨著時間而增加,這樣反過來,又必將對地球的發展歷史帶來深刻的影響。可是,所得出的A值變化速率是如此之小,以至於它在整個地球演化過程中,即在幾十億年的時間內,其變化速率只大約為1%,所以在實際應用上並無什麼真正的價值。

  由於地球假定為m1這個巨大質量的存在,使得m2所產生的加速度,稱做重力加速度。它最早是被伽利略在義大利的比薩斜塔上測定的。在地球表面上這個數值一般定為980釐米/秒2,通常又將1釐米/秒2稱為“伽”gal,用以紀念這位偉大的科學家。重力場是守恆的,也就是說在重力場中,移動一個物體所做的功,獨立於它所經過的路徑,而僅僅取決於它的終點。事實上,假如該質量最終轉到它原來出發時所處的位置時,其淨能量的消耗等於0,而不管它在其間所走過的道路是什麼。這在自然地理面中,是可以很輕易得到證明的。尋常所見的水分迴圈,就是一個很好的說明重力守恆的例子。一滴水從海洋麵上被蒸發,克服重力,進入大氣,這是外界做功的結果。待它由空中重新迴歸到海洋時而不管它是直接落入海洋,還是被運送到幾千公里之外,又隨著河川逕流回到海洋來的,放出了原先克服重力時的那部分功,遵循著重力守恆,使得淨能量的消耗等於0。類似的例子,在地表面是很多的。另外一種對重力守恆的表達方式就是:動能和勢能之和在一個封閉體系中為一常數,這涉及到動能與勢能的互相轉化,也是我們要經常使用的一個規律。同時要記住引力是一個向量,它的方向是沿著地球的質量中心與另外一個物體質量中心的連線,這在進行向量分析時,是極為有用的。地球表面的重力大小,一般來說與五個因素有關,它們是地理緯度、海拔高度、周圍地體的地形、地球潮汐與地表以下物質的密度。這最後一個因子,僅僅在進行重力測量中才有價值,一般情況下它對重力變化的影響,要比前四個因子的聯合效應小的多。例如,從赤道到兩極,重力隨著緯度變化的數量大約為5伽,而油田勘探中的較大重力異常是10毫伽,只相當於上述數字的1/500。在1930年,國際大地測量和地球物理協會採用了一個公式,給出了在地球這個橢球體上任意一點的重力加速度為:

  g=g01+αsin2Φ+βsin22Φ 5.9 g——重力加速度;g0——在赤道上的重力加速度,它等於978.0490釐米/秒2;Φ——緯度,常數α及β分別是0.0052884和-0.0000059。自從1930年以來,由於在重力測量中獲取了大量的資料,特別是通過人造地球衛星的準確測定,上式中的常數已經有了進一步的改動。

  從自然地理學的角度來看,我們的著眼點不在於尋求計算重力或進行訂正的準確公式,而在於利用這種重力分析的基本原理,闡述物質在進入自然地理面和輸出到環境時的受力狀況,在這些受力當中,重力是特別應當考慮的一項。舉凡地形的改變、物質的搬運和堆積、氣團的運動、水分的迴圈、生物的生長,甚至於地球物質的調整等,離開了重力的分析,就不可能得出正確的結果。前面已

  經講過,重力最為明顯的表達,一般都在地球固體表面之上。在其下並非重力消失了,只是不容易有如固體表面之上那樣明顯地看出來罷了,此外作為研究的物件來說,我們亦不去特別關注地層深處的重力狀況,而只接受它所帶來的對地表造成的後果。進而看到,在海平面之上陸地面積約佔全球總表面積的29%,以雨和雪降下來的水,必然經受重力的作用迴歸到海洋中去。這樣,每一次落到地表上的降水,都具有比例於本身質量和海平面以上高度的乘積,這樣數值的能量,這就是它所具的勢能。在陸地地表,亦有個別的點低於海平面,例如我國的吐魯番盆地,美國加利福尼亞的死谷等,它們之所以能在陸面上保持這種例外的情況,一是由於其面積小,二是由於這些盆地均處於乾旱區,很少有降水發生。假如把它們移到溼潤地區,這種低於海平面的狀況決不會保持很久,在重力的參與下,很快就要被水充滿或被水所帶來的風化物質填注,以補足海平面在全球延伸中的“漏洞”。重力在自然地理面中的表現,既平常又深刻,對此應有充分的認識,現粗略地討論一下重力在改造地表形態上的作用。陸地表面由於風化作用而造成的鬆散物質,在一定的條件下,由於力的作用是要移動的。

  無論是從高處到低處的滾動、滑落、崩塌,還是通過河流的輸運,風的挾帶等,其中一個極重要的因素就是重力的參與。我們以一個在坡面上運動的巖塊為例,簡要分析一下重力的作用。由分析得知,重力的一個分力,即巖塊向下滑動的力,比例於所處坡度的正弦,當然還取決於這個坡面的摩擦係數。一克重的巖塊在坡度為45°時,向下滑動的分力為0.7克;而當該坡度等於60°時,這個分力將增加到0.87克如圖5.5。由於摩擦係數很少有大於1的狀況,因此單憑摩擦係數的阻抗,在坡度大於45°時,將支援不住重力所引起的向下滑動的分力。事實上,比40°更為陡峭的自然坡度在全球是很少見的,因為如果有超出40°的角度時,重力作用將比較迅速地對此加以改變,由此可以看出重力改變地表形態的作用來。


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