物重會隨地點變化嗎

金仲輝

讀者王家航問：“物體在不同地點所受的重力是否相同？”回答是否定的，即在不同地點，同一物體所受的重力可能是不相同的.

物體所受的重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的.根據(jù)萬有引力定律，地球?qū)ξ矬w的引力大小與物體離地心距離的平方成反比.例如.在地面上重為1N的物體，放到離地面6370km（約為地球的平均半徑）的高空，也就是說該物體離地心距離比在地面時增加一倍，那么此時物體所受到的地球引力約為地面時的}，即它的重只有0.25N了.由此也可看出，物體在地面上要比它在高山上重一些，讀者有興趣的話，可計算出地面上1kg的物體，在珠穆朗瑪峰（設(shè)高度為9km）上時，它的重約減少2.9xl0-2N.

需要指出的是，上述結(jié)論是在將地球視作一個內(nèi)部質(zhì)量均勻分布的球體，且忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下得出的，

如果考慮到地球并非是一個球體，且它的內(nèi)部質(zhì)量分布也不均勻，以及地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng)，那么，在地面上一個物體所受的重力不僅僅由它至地心的距離一個因素決定，一個物體所受的重力可由物體所在地面位置的實測重力加速度g值來決定，即mg值來決定，其中m為物體的質(zhì)量.m值并不隨地點的不同而改變，但g值卻隨地點的不同而改變.例如，地球赤道處的重力加速度的測量值約為g赤=9.780m/s2，而兩極處g的測量值約為g極=9.832m/s2.根據(jù)計算不難證明，在北極處重lxl07N的貨物.在赤道處稱重約少5.2xl04N.需要指出的是.這里稱物體重時必須用彈簧測力計，而不能用天平或桿秤，因為天平的砝碼和桿秤的秤砣在不同地點所受的重力也是不同的.

總之，不同地點可能有不同的g值，其原因有兩個：一個是地球并非是球體，且內(nèi)部的質(zhì)量分布也是不均勻的：另一個是地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng).物體所受的重力實際是物體所受地球引力廠和由于地球自轉(zhuǎn)而引起的慣性離心力F的矢量和（這些知識將在高中學(xué)到），如圖l所示.赤道處的g值所以比兩極處的g值要小，其原因之一就是由于赤道處的慣性離心力F和地球引力廠的方向相反，而兩極處的F=O.由于F的絕對值比f的絕對值小很多，所以通常在粗略的討論中，我們常用廠來代表m，g.

利用不同的地點有不同的g值，我們還可探測地下的礦物.設(shè)想有三個地方，第一處地下有鐵礦，第二處地下有煤礦，第三處地下為一般巖石.由于鐵、煤和巖石的密度不同，所以三處地面上g的測量值就有微小差別.這種微小差別就可用來探礦，這就是物理勘探礦物中的重力學(xué)方法.endprint