為什麼太陽的引力比地球大,而太陽卻不把地球上的人吸過去呢

2022-03-06 20:03:23 字數 4538 閱讀 8873

1樓:藍可娜麗絲

引力是質量的固有本質之一。每一個物體必然與另一個物體互相吸引。儘管引力的本質還有待於確定,但人們早已覺察到了它的存在和作用。

接近地球的物體,無一例外地被吸引朝向地球質量的中心。因為在地球表面上的任何物體,與地球本身的質量相比,實在是微不足道的。

但是地球並非一個靜止的球體,它所具有的複雜運動形式,使得原來所具有的引力產生了某些變化。因為在這個轉動球體上的各種物體,都有一個保持它們自己作直線運動的傾向。於是地球自轉時的離心效應就產生了,其結果是一個與引力方向相反的力也同時發揮著作用,特別在靠近赤道的地方更是如此。

因此,作為共同使用的名詞——重力,這實際上是被這個離心力和其它較小的有關效應所減小了的淨引力。我們已經知道這樣一種事實,一個物體在極地重189磅時,拿到赤道僅僅重188磅。

假如地球表面完全為自由流動的液態水所覆蓋,那麼這種液體水的表面呈現一個扁球體,在兩極稍平,而在赤道膨脹,這在前邊已經作了簡要的敘述。這個理想的形狀,稱為地球體,它將完美地同全部的重力、轉動力相平衡。

牛頓定律對於引力的表達是重力遵循的基礎。眾所周知,該定律的基本表述為:m1與m2這兩個質點之間的引力,正比於二者質量的乘積,反比於這兩個質點中心之間距離的平方,即

如果說此處的f為作用在m2上的力,那麼r1為從m1指向m2的單位向量,r是m1與m2之間的距離,而a是萬有引力常數。加上負號表示著力是互相吸引的。

很明顯,引力是存在於自然界中強度最小的相互作用力。最近還發現,a的數值也不是常數,而是隨著時間有緩慢的減少。它的這種變化,是由許多原因造成的,其中之一被認為是由於地球半徑隨著時間而增加,這樣反過來,又必將對地球的發展歷史帶來深刻的影響。

可是,所得出的a值變化速率是如此之小,以至於它在整個地球演化過程中,即在幾十億年的時間內,其變化速率只大約為1%,所以在實際應用上並無什麼真正的價值。

由於地球(假定為m1)這個巨大質量的存在,使得m2所產生的加速度,稱做重力加速度。它最早是被伽利略在義大利的比薩斜塔上測定的。在地球表面上這個數值一般定為980釐米/秒2,通常又將1釐米/秒2稱為「伽」(gal),用以紀念這位偉大的科學家。

重力場是守恆的,也就是說在重力場中,移動一個物體所做的功,獨立於它所經過的路徑,而僅僅取決於它的終點。事實上,假如該質量最終轉到它原來出發時所處的位置時,其淨能量的消耗等於0,而不管它在其間所走過的道路是什麼。這在自然地理面中,是可以很輕易得到證明的。

尋常所見的水分迴圈,就是一個很好的說明重力守恆的例子。一滴水從海洋麵上被蒸發,克服重力,進入大氣,這是外界做功的結果。待它由空中重新迴歸到海洋時(而不管它是直接落入海洋,還是被運送到幾千公里之外,又隨著河川逕流回到海洋來的),放出了原先克服重力時的那部分功,遵循著重力守恆,使得淨能量的消耗等於0。

類似的例子,在地表面是很多的。

另外一種對重力守恆的表達方式就是:動能和勢能之和在一個封閉體系中為一常數,這涉及到動能與勢能的互相轉化,也是我們要經常使用的一個規律。同時要記住引力是一個向量,它的方向是沿著地球的質量中心與另外一個物體質量中心的連線,這在進行向量分析時,是極為有用的。

地球表面的重力大小,一般來說與五個因素有關,它們是地理緯度、海拔高度、周圍地體的地形、地球潮汐與地表以下物質的密度。這最後一個因子,僅僅在進行重力測量中才有價值,一般情況下它對重力變化的影響,要比前四個因子的聯合效應小的多。例如,從赤道到兩極,重力隨著緯度變化的數量大約為5伽,而油田勘探中的較大重力異常是10毫伽,只相當於上述數字的1/500。

在2023年,國際大地測量和地球物理協會採用了一個公式,給出了在地球這個橢球體上任意一點的重力加速度為:

g=g0(1+αsin2φ+βsin22φ) (5.9)

g——重力加速度;g0——在赤道上的重力加速度,它等於978.0490釐米/秒2;φ——緯度,常數α及β分別是0.0052884和-0.0000059。

自從2023年以來,由於在重力測量中獲取了大量的資料,特別是通過人造地球衛星的準確測定,上式中的常數已經有了進一步的改動。

從自然地理學的角度來看,我們的著眼點不在於尋求計算重力或進行訂正的準確公式,而在於利用這種重力分析的基本原理,闡述物質在進入自然地理面和輸出到環境時的愛力狀況,在這些受力當中,重力是特別應當考慮的一項。舉凡地形的改變、物質的搬運和堆積、氣團的運動、水分的迴圈、生物的生長,甚至於地球物質的調整等,離開了重力的分析,就不可能得出正確的結果。

前面已經講過,重力最為明顯的表達,一般都在地球固體表面之上。在其下並非重力消失了,只是不容易有如固體表面之上那樣明顯地看出來罷了,此外作為研究的物件來說,我們亦不去特別關注地層深處的重力狀況,而只接受它所帶來的對地表造成的後果。進而看到,在海平面之上陸地面積約佔全球總表面積的29%,以雨和雪降下來的水,必然經受重力的作用迴歸到海洋中去。

這樣,每一次落到地表上的降水,都具有比例於本身質量和海平面以上高度的乘積,這樣數值的能量,這就是它所具的勢能。

在陸地地表,亦有個別的點低於海平面,例如我國的吐魯番盆地,美國加利福尼亞的死谷等,它們之所以能在陸面上保持這種例外的情況,一是由於其面積小,二是由於這些盆地均處於乾旱區,很少有降水發生。假如把它們移到溼潤地區,這種低於海平面的狀況決不會保持很久,在重力的參與下,很快就要被水充滿或被水所帶來的風化物質填注,以補足海平面在全球延伸中的「漏洞」。

重力在自然地理面中的表現,既平常又深刻,對此應有充分的認識,現粗略地討論一下重力在改造地表形態上的作用。陸地表面由於風化作用而造成的鬆散物質,在一定的條件下,由於力的作用是要移動的。無論是從高處到低處的滾動、滑落、崩塌,還是通過河流的輸運,風的挾帶等,其中一個極重要的因素就是重力的參與。

我們以一個在坡面上運動的巖塊為例,簡要分析一下重力的作用。由分析得知,重力的一個分力,即巖塊向下滑動的力,比例於所處坡度的正弦,當然還取決於這個坡面的摩擦係數。一克重的巖塊在坡度為45°時,向下滑動的分力為0.

7克;而當該坡度等於60°時,這個分力將增加到0.87克(如圖5.5)。由於摩擦係數很少有大於1的狀況,因此單憑摩擦係數的阻抗,在坡度大於45°時,將支援不住重力所引起的向下滑動的分力。

事實上,比40°更為陡峭的自然坡度在全球是很少見的,因為如果有超出40°的角度時,重力作用將比較迅速地對此加以改變,由此可以看出重力改變地表形態的作用來。

在討論地球重力的同時,我們對於其它星體產生的類似於地球引力的作用力,也要加以必要的重視。最主要的就是月亮和太陽對地球的引力。

月亮和地球的距離很近,約等於三十個地球的直徑,根據萬有引力定律,引力與距離的平方成反比,因而儘管月球的質量不算太大,但對於地球上各個質點的引力卻相對的要大一些。太陽的質量很大,約等於二千億億億噸,是地球質量的三十三萬倍,但由於地球與太陽之間的距離太遠,是月球—地球之間距離的四百倍,因此,它對地球的引力,只是月球對地球引力的46%。所以,地球上的潮汐現象是太陽和月亮二者作用力的合成,這裡我們只需瞭解月亮的引力作用比太陽更大這一點就夠了。

地球的質量是月球的81.5倍,因此月—地系統的公共質量中心,必然大大地偏向於地球一側,大約在距地心0.73倍地球半徑的地方,兩個球體每月繞著這個共同的質量中心轉動。

月球對於地球的引潮力固然重要,但這個引潮力的數量值卻並不太大,只相當於地球重力的千萬分之一。對於地球上一個10噸重的物體來說(即重力等於10噸),其引潮力僅有1克。這樣小的力,人通常是感覺不出來的。

但地球對這種不大的引潮力,反應卻十分明顯。很早以前,就發現海水在一日內有規律的漲落(潮汐)與月球有密切關係。此外,地球不是一個剛體,一般都認為它是一個具有彈性的球體,對於具這樣一種特性的球體,在引潮力的作用下,地球的固體岩石地殼也會產生「潮汐」現象,叫做固體潮,每天都要升降達30釐米左右。

當然地球對月球的引潮力更大,它使得月殼突起和下落的幅度達到3公里左右。

與此同時,地球上的大氣,也因為這種引潮力,每天都產生著「大氣潮汐」。至于海洋這個龐大的水體,其上的潮汐現象就更為明顯了,加拿大東海岸的芬地灣蒙克頓港,最大潮差達19.6米,堪稱世界前茅。

我國錢塘江口的最大潮差記錄為8.9米,當然各個地方由於所處位置及周圍環境的不同,潮差也是不相同的。

月球和太陽的引力在塑造陸地表面的地形方面,也是一個具有一定意義的因素。康德在2023年,曾率先提出把漲潮作為改變地球旋轉速度的一個因素。近年來,在**關於**的**預報中,也有人把潮汐力作為一個對**起因的觸發因子。

此外,對於自然地理來說,更為明顯的則是潮汐對於海陸交界處地形的變更作用,對於岸線的影響作用,以及對於波浪運動的作用等。

2樓:憑捷

引力隨著距離的變遠而變小

如果人處於太陽和地球的中間位置,那麼肯定被太陽吸引過去但是人在地球表面,受到的地球引力遠遠大於幾憶公里外太陽的引力因此太陽的引力對於人來說可以忽略不計

同樣原理,月球引起的潮汐變化就比太陽大得多

3樓:衝譽

首先太陽對地球的引力與地球對太陽的引力相等

但地球對地球上的人的引力比太陽對地球上的人的引力大

為什麼太陽的引力比地球大,而太陽卻不把地球上的人吸

4樓:天堂大門鑰匙

地球沒有落向太陽是因為日對地的引力全被用以向心作用 那麼人與地球約同速繞日 日對人引力也全用以向心作用 可以說地與人相對日是失重狀態 而人相對地心 速度不足 相對地球未能失重

5樓:匿名使用者

那你得先搞清楚引力是啥,引力就是萬有引力,太陽質量是遠遠大於地球,但是我們人跟地球的距離要遠遠小於跟太陽的距離,萬有引力與兩者的距離成反比,因此太陽對人的引力要遠遠小於地球對人的引力,所以你沒有被太陽吸走。

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