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2019中石油知识:苹果落地的启示——话说重力

2019-06-20 11:12:00 | 来源:
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    树上的苹果熟透了落到地上,抛出的物体仍然回到地面,它们并不向空中飞去。这种现象通常没有引起人们的注意。可是,苹果落地这件事却引起英国科学家牛顿的好奇和大胆的猜想。他认为地球一定有一种奇异的力在吸引着苹果。后来,牛顿经过大量的天文观测和艰苦的探索,1687年终于总结出了万有引力定律。他正确地解释了苹果落地是因为地球与苹果之间有吸引力,也就是人们常说的“地心引力”,物理学上称之为重力。

重力实际上是物体与地球之间的引力和地球自转离心力的合力。相对于引力来说,离心力十分微弱,即使在离心力最大的赤道上,它也只是地球引力的1/300,所以,重力基本上就是地球的引力。由于重力的作用,物体从高处下落时,总是越落越快,产生一种朝向地心的重力加速度。在实际应用中,都是用重力加速度数值大小来表示重力的大小。

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那么,地球上的重力(重力加速度)是否处处一样呢?不是的,因为地球是个椭球体,两极稍扁平,赤道略突出。由于离心力从赤道到两极逐渐减少,因而地面上重力便随着纬度的增高而变大。已经证明,在赤道重力最小,在两极重力最大,它们的比值为99.5∶100。我们知道物体所受的重力就是物体的重量,这就难怪,1911年4月,利比里亚商人哈桑在挪威购买了12000吨鱼,一帆风顺运到利比里亚首府蒙罗维亚城后,鱼数未少,重量却轻了60多吨。这显然是重力同这位商人开了一个大玩笑。

重力不但随地理纬度而变化,而且随高度增高而减小,物体到了一定高度以后,就会出现失重现象。一个体重80千克的人,当他乘火箭飞到离地面6370千米高空时,他的体重就只有20千克了。所以我们看到太空中的宇航员在飞船里轻松自如地游弋,正是这种失重现象的奇妙表现。除此之外,人们还了解到地壳内部物质的密度变化、地表物质分布的不均匀性、太阳和月亮等天体对地球的引力作用都会造成地球重力值的变化。

由此可见,重力对于人类生活有着非常密切的关系,在科学上和生产实践中有着广泛的应用。地球物理学家在研究地球的形状和结构、探测地下不同岩层的性质和起伏变化、了解油气构造的特征及其埋藏深度时,就得利用精确的重力数据。20世纪初,已经有人根据重力原理发明了重力仪,开始用于寻找油气藏,并获得成功。中国也早在1945年就开始应用重力来勘探油气。几十年来,重力勘探为我国各油气田的发现发挥了重要的作用。


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