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地心引力形成的科學原理是什么

2022-12-19   來源:萬能知識網

地心引力形成的科學原理是什么

相信很多的人都知道地心引力這個名詞,但是不少的人不明白地心引力是怎么形成的。下面為您精心推薦了地心引力形成的科學原理是什么的內容,希望對您有所幫助。


(資料圖)

地心引力形成的原理

這是由于地球自轉造成的.地球自轉會產生一個叫地轉偏向立的力.在北半球它使物體在運動時方向想右偏;在南半球它使物體運動是方向向左偏.所以在北半球是逆時針,在南半球的話就是順時針。

根據牛頓的萬有引力定律,任何有質量的兩種物質之間都有引力。

地球本身有相當大的質量,所以也會對地球周圍的任何物體表現出引力。拿一個杯子舉例,地球隨時對杯子表現出引力,杯子也對地球表現出引力。地球的質量太大了,對杯子的引力也就非常大,所以,就把杯子吸引過去了,方向,就是向著地球中心的方向,這個力就是地心引力。

重力并不等于地球對物體的引力。由于地球本身的自轉,除了兩極以外,地面上其他地點的物體,都隨著地球一起,圍繞地軸做勻速圓周運動,這就需要有垂直指向地軸的"向心力,這個向心力只能由地球對物體的引力來提供,我們可以把地球對物體的引力分解為兩個分力,一個分力F1,方向指向地軸,大小等于物體繞地軸做勻速圓周運動所需的向心力;另一個分力G就是物體所受的重力(圖示)其中F1=mw2r(w為地球自轉角速度,r為物體旋轉半徑),可見F1的大小在兩極為零,隨緯度減少而增加,在赤道地區為最大F1max。因物體的向心力是很小的,所以在一般情況下,可以認為物體的重力大小就是萬有引力的大小,即在一般情況下可以略去地球轉動的效果。

地心引力形成的原因

愛因斯坦認為,引力是質量所引起的空間彎曲,運動力學第一定律:在沒有外力的情況下,物體始終保持靜止或勻速直線運動,假如一個小球在一個非常光滑的平面上由西向東運動,經過路線為A點——B點——最后到達C點,若在B點附近放下令一個小球事,就像在一塊海綿上放一個球,那么這個球必然會擠壓迫海綿使之成為以這個球為圓心的凹陷“等同于彎曲的時空”,當我們的主角再經過B點事會發生什么?它的軌跡經過凹陷處時會改變,向這個凹陷的中心偏移進而偏離原來的運動路線無法到達C點,若這個凹陷足夠大或小球的初始動力不足,它就會圍繞這個凹陷做一段弧形運動后最終被捕獲!

同理,宇宙當中的曲線運動在四維時空中是直線運動(三維空間一維時間)

不同時空觀下對于引力是什么的不同解釋:

引力在經典物理學中被認為是宇宙中幾大基本力之一,跟質量成正比、跟距離成反比。但在愛因斯坦的理論中引力已經不是一種基本力了,而僅僅是時空結構發生彎曲后的表現而已。而導致時空結構發生彎曲的原因就是巨大的質量。

舉一個例子:太陽系內的行星圍繞太陽運行,在經典物理學中的解釋是因為行星受到了太陽的引力作用,而圍繞太陽運行。

但如果運用愛因斯坦的理論,從根本上說就沒有引力。行星在宇宙中本來應該在空間內作勻速直線運動(參見牛頓定律)。但由于太陽的存在,其周圍的時空結構被太陽的質量壓彎曲了,所以在一定范圍內的行星就“被太陽俘獲了”,在一個彎曲的時空內勻速直線運動就變成了勻速圓周運動,從而形成了太陽系。

具體到黑洞這種極端條件下的宇宙天體。它有極強的吸引力,科學家在解釋這種吸引力的時候,把它的原因歸結為空間彎曲。而造成空間彎曲的原因是黑洞本身的巨大質量。

所以說到引力歸根結底是和質量有關,萬有引力是把引力視為由質量引起的一種基本力,而愛因斯坦相對論則把引力視為質量引起的時空彎曲的表現。

量子力學認為,引力是由于兩個粒子交換引力子導致的。

地心引力現象

事實上,在印度的沿海地區你的體重會比較輕,而在太平洋的南部,你會比較重。

造成這種差異的原因正在研究之中,2002年NASA發射的GRACE雙子衛星現在正對地球的重力場進行詳細的測量,這有可能幫助科學家盡快找到這種引力差距的原因。

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