2025年高考物理萬(wàn)有引力定律之引力大不大
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )整理 2024-11-15 09:31:04
[趣味物理]萬(wàn)有引力定律之引力大不大
“如果我們不是時(shí)時(shí)刻刻都看見(jiàn)物體在墜落，那它對我們說(shuō)來(lái)就會(huì )是一種非常奇怪的現象了。”有名的法國天文學(xué)家阿拉哥這樣說(shuō)。習慣使我們對地球吸引著(zhù)地面上一切物體的現象，看成是非常自然而且極普通的現象�？墒钱斢腥藢ξ覀冋f(shuō)，物體彼此間也是互相吸引著(zhù)的，那我們就會(huì )不十分相信了。
因為在日常生活里我們沒(méi)有見(jiàn)過(guò)類(lèi)似的事情。
那么，為什么萬(wàn)有引力定律不在我們周?chē)h(huán)境里經(jīng)常表現出來(lái)呢？為什么我們看不到桌子、西瓜、人體互相吸引著(zhù)呢？這里的原因就是，對小物體來(lái)說(shuō)，引力太小了。讓我們舉一個(gè)明顯的例子。有兩個(gè)人相隔2米站著(zhù)。這時(shí)候他們是互相吸引著(zhù)的，可是這中間的引力小極了：對中等體重的人說(shuō)來(lái)，這個(gè)力量還不到1／100毫克。這就是說(shuō)，兩個(gè)人彼此吸引的力量，等于一個(gè)十萬(wàn)分之一克的砝碼壓在天平盤(pán)上的力。這樣小的重力，只有科學(xué)實(shí)驗室里的最靈敏的天平才能察覺(jué)出！這樣小的力當然不能使我們移動(dòng)──我們的腳與地板之間的摩擦力阻止著(zhù)我們移動(dòng)。為了使我們譬如說(shuō)在木制的地板上移動(dòng)（腳跟木制地板之間的摩擦力等于體重的30％），至少得用20千克的力。跟這個(gè)力相比較，l／100毫克的引力簡(jiǎn)直小得可笑。因為1毫克是1克的1／1000，1克又是1千克的1／1000，所以1／100毫克只等于那個(gè)能夠使我們移動(dòng)的力的五億分之一！這樣說(shuō)來(lái)，在平常的條件下，我們一點(diǎn)也察覺(jué)不出地面上各種物體之間有相互吸引的作用，就沒(méi)有什么奇怪了。
假使沒(méi)有了摩擦，事情就不同了。這時(shí)候甚至連最弱的引力也會(huì )使物體相互接近。不過(guò)在1／100毫克的引力下，兩個(gè)人接近的速度應該是非常小的�？梢运愠�，在沒(méi)有摩擦的情況下，相隔2米站著(zhù)的兩個(gè)人，在第一小時(shí)會(huì )彼此相向移動(dòng)3厘米；在第二小時(shí)，他們會(huì )再接近9厘米，第三小時(shí)再接近15厘米。他們的運動(dòng)越來(lái)越快，但是要這兩個(gè)人緊緊地靠攏，至少要經(jīng)過(guò)5小時(shí)。
地面上各種物體之間的引力，在摩擦力并不造成阻礙作用的情況下，也就是說(shuō)在物體平衡的情況下，是可以發(fā)覺(jué)出來(lái)的。掛在線(xiàn)上的重物，是處在地球引力的作用下的，所以那條線(xiàn)會(huì )指向下面。但是在這個(gè)重物的附近，如果有個(gè)很大的物體在把重物吸向自己方面，那么，這條線(xiàn)就會(huì )略微偏離豎直的方向，而指向地球引力和另外那個(gè)物體的很小的引力所合成的合力的方向。在大山附近，鉛錘會(huì )偏離豎直線(xiàn)，這種現象是在1775年第一次觀(guān)測到的：那時(shí)候在同一座大山的兩側，測定鉛錘的方向與指向星空的極的方向之間的夾角，發(fā)現兩側的角度不一樣。后來(lái)，又用了有特殊裝置的天平對地面上各種物體之間的引力做了更加完善的實(shí)驗，才精確地測定了萬(wàn)有引力。
在質(zhì)量不大的物體之間，引力是非常小的。質(zhì)量加大的時(shí)候，引力是跟質(zhì)量的乘積成正比的。不過(guò)有許多人常�？浯筮@個(gè)力。有一位科學(xué)家，固然他不是物理學(xué)家而是動(dòng)物學(xué)家，曾經(jīng)想說(shuō)服我，說(shuō)那常常在海船之間看見(jiàn)的相互引力，也是萬(wàn)有引力的結果！不難算出，萬(wàn)有引力在這里是一點(diǎn)關(guān)系也沒(méi)有的：兩只各重25000噸的大輪船，在相距100米的時(shí)候，相互吸引的力不過(guò)400克。不用說(shuō)，這樣小的力是不能使這兩只輪船在水里作哪怕是很小的一些位置移動(dòng)的。輪船之間的這種謎一般的引力的真正原因，我們在以后講流體特性那一章里再講。
對質(zhì)量不大的物體說(shuō)來(lái)是非常小的引力，在龐大的天體之間卻變得很大了。因此甚至是那離開(kāi)我們極遠的行星──海王星，它幾乎是在太陽(yáng)系的邊上慢慢地繞轉著(zhù)的，也能使我們地球受到1800萬(wàn)噸的引力！雖然太陽(yáng)離我們遠得不可思議，可是也只是由于太陽(yáng)的引力，才使地球能夠維護在自己的軌道上（圖188）。假如太陽(yáng)的引力由于某種原因消失了，那我們的地球就要沿著(zhù)軌道的一條切線(xiàn)飛入無(wú)邊無(wú)際的宇宙空間去，永遠不再回頭了。
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