Как люди опредилили вес земли?
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ВЕС ЗЕМЛИ?
Отвечает Майкл Уайсейшн (Michael Wysession), адъюнкт-профессор факультета наук о Земле и планетах Солнечной системы Вашингтонского университета:
Можно ответить на этот вопрос, воспользовавшись обычными напольными весами. В физике сложные вещи часто описывают с помощью простого уравнения. Чтобы определить массу Земли, воспользуемся формулой g = GX (масса Земли) /(расстояние до ее центра) 2. Ускорение g, с которым любое тело движется в поле силы тяжести, зависит от масcы притягивающего его объекта. По данным многолетних измерений, постоянная сила тяжести (гравитационная постоянная) G равна 6,67x10-11 (м3 кг-1 с-2). Мы знаем также, что расстояние от поверхности Земли до ее центра равно 6371 км.
Чтобы ответить на поставленный читателем вопрос, выбросьте ваши напольные весы из окна и сосчитайте, через сколько секунд они упадут на тротуар. Затем измерьте расстояние от окна до земли и найдите ускорение, с которым падали весы. Ответ, который вы получите, равен 9,8 м/с2. Теперь, зная ускорение g, постоянную силы тяжести и расстояние до центра Земли, вы можете рассчитать массу Земли - она равна 6 x1024 кг.
У Земли нет веса. Вес -- сила, с которой тело давит на опору. У Земли только масса.
Джулия ближевсехподошла к правильному ответу - но так и остановилась в шаге от него.. .
Ну да, "зная ускорение и постоянную тяготения... " - а как узнали постоянную тяготения? !
Значит, история вопроса: впервые возможность узнать массу (не вес, а именно массу! ) Земли появилась только после открытия закона всемирного тяготения. Тогда стало ясно, что при известных размерах Земли и известном ускорении силы тяжести - а это всё было известно ужево времена Ньютона - массу Земли можно вычислить, если определить значение гравитационной постоянной G. И впервые её измерил английский физик Г. Кэвендиш в самом конце 18 века с помощью изобретённым к этому времени крутильных весов. Это весьма чувствительный инструмент, и Кэвендиш, измеряя силу притяжения свинцовых шаров, сумел определить значение гравитационной постоянной.
Масса земли, рассчитанная по формуле M=g*R^2 берется g=9,8 по всей длине радиуса земли. Кто обосновал это? Сила гравитации на поверхности земли в точке северного полюса равна силе гравитации на поверхности в точке южного полюса но противоположно по направлению. Значит гравитация по линии радиуса земли должна убывать от поверхности к центру от максимума до нуля. Зависимость этого уменьшения может быть и нелинейной т. к. она обратно пропорциональна квадрату расстояния. Ошибочность такого расчета массы земли подтверждается расчетом плотности земли. При такой массе плотность равна 5,523 г/см^3. Средняя плотность пород по Р. А. Дэля до глубины 80 км. составляет 2,9 г/см^3. Почему разница чуть ли не в 2 раза никого не смущает?
По особенностям движения пары "Земля-Луна" исходя из законов всемирного тяготения.