地球有多重?——答案你一定想不到!因为是——0!
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?
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!
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。
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:
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。
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:
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。
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!
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!