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第三章圓周運動 3.12重量的短少

來源:百度文庫 2010-08-31 14:34:13

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第三章圓周運動 3.12重量的短少

  一個愛打小算盤的人有一天告訴大家說,他能夠不用欺詐的方法就少給買主分量。這秘密就是到赤道附近地方去進貨,而到兩極附近去銷售。大家早就知道,物體在赤道附近比在兩極附近輕一些,一公斤的貨物從赤道運到兩極,大約會增加重量5克。然而在買賣的時候,不能夠使用普通的秤,而必須使用彈簧秤,并且這個彈簧秤要在赤道上制造(刻度數)。不然的話,就得不到什么好處,因為貨物變重了,砝碼也同樣變重了。

  這種投機取巧的思想當然要不得,但是這種說法倒是有科學根據的:離赤道越遠,重力的確會越大。它的原因是,在地球轉的時候,在赤道上的物體所繞的圓周最大,同時也由于在赤道附近地球是凸出的。

  重量的短少主要是由于地球的自轉,它使在赤道附近的物體的重量比同一物體在兩極的時候輕1/290。

  把很輕的物體從一個緯度搬到另一個緯度,重量上的差別是很小的。可是對于龐大的物體,這個差別可以達到很大的數字。你也許想不到,譬如一艘輪船在莫斯科重60噸,到了阿爾漢格爾斯克會增加 60公斤;而到敖德薩會減輕60公斤。從斯匹次卑爾根群島每年要向南方各港埠運出煤300,000噸。假如這些數量的煤運到赤道上的某一個港埠,那末我們用從斯匹次卑爾根帶來的彈簧秤來稱它的時候,就會發現它已經減少了1200噸。一艘在阿爾漢格爾斯克重20,000噸的戰艦,到了赤道附近的水面上,大約會減輕80噸。但是這并沒有人能夠覺出來,因為一切別的物體也相應地減輕了;海里的水當然也不例外①。

  假如地球自轉的速度比現在快,譬如說,一晝夜的長短不是24小時,而是4小時,那末,在赤道上和在兩極上,物體重量的差別就會更顯著。在一晝夜只有4小時的情況下,在兩極重一公斤的砝碼,拿到赤道上會變得只有875克重。這正和土星上重力的情況大致相同:在這個行星的兩極附近,一切物體都比它們在赤道上的時候重1/6。

  我們知道,向心加速度跟速度的平方成正比,因此就不難算出,地球要轉得多快,赤道上的向心加速度才會增加到原來的290倍,也就是說,增加到和地球的重力加速度相等②。這種情況,在自轉速度等于現在的17倍的時候,就會出現(17×17=大約290)。在這種情況下,物體就不會對支持它的東西加上壓力。換句話說,假如地球自轉的速度等于現在的17倍,那末赤道上的物體就會完全沒有重量。在土星上,自轉的速度只要大到目前的2,5倍,也可以出現這樣的情況。

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