地心引力形成的科学原理是什么
相信很多的人都知道地心引力这个名词,但是不少的人不明白地心引力是怎么形成的。下面为您精心推荐了地心引力形成的科学原理是什么的内容,希望对您有所帮助。
地心引力形成的原理
这是由于地球自转造成的.地球自转会产生一个叫地转偏向立的力.在北半球它使物体在运动时方向想右偏;在南半球它使物体运动是方向向左偏.所以在北半球是逆时针,在南半球的话就是顺时针。
根据牛顿的万有引力定律,任何有质量的两种物质之间都有引力。
地球本身有相当大的质量,所以也会对地球周围的任何物体表现出引力。拿一个杯子举例,地球随时对杯子表现出引力,杯子也对地球表现出引力。地球的质量太大了,对杯子的引力也就非常大,所以,就把杯子吸引过去了,方向,就是向着地球中心的方向,这个力就是地心引力。
重力并不等于地球对物体的引力。由于地球本身的自转,除了两极以外,地面上其他地点的物体,都随着地球一起,围绕地轴做匀速圆周运动,这就需要有垂直指向地轴的'向心力,这个向心力只能由地球对物体的引力来提供,我们可以把地球对物体的引力分解为两个分力,一个分力F1,方向指向地轴,大小等于物体绕地轴做匀速圆周运动所需的向心力;另一个分力G就是物体所受的重力(图示)其中F1=mw2r(w为地球自转角速度,r为物体旋转半径),可见F1的大小在两极为零,随纬度减少而增加,在赤道地区为最大F1max。因物体的向心力是很小的,所以在一般情况下,可以认为物体的重力大小就是万有引力的大小,即在一般情况下可以略去地球转动的效果。
地心引力形成的原因
爱因斯坦认为,引力是质量所引起的空间弯曲,运动力学第一定律:在没有外力的情况下,物体始终保持静止或匀速直线运动,假如一个小球在一个非常光滑的平面上由西向东运动,经过路线为A点——B点——最后到达C点,若在B点附近放下令一个小球事,就像在一块海绵上放一个球,那么这个球必然会挤压迫海绵使之成为以这个球为圆心的凹陷“等同于弯曲的时空”,当我们的主角再经过B点事会发生什么?它的轨迹经过凹陷处时会改变,向这个凹陷的中心偏移进而偏离原来的运动路线无法到达C点,若这个凹陷足够大或小球的初始动力不足,它就会围绕这个凹陷做一段弧形运动后最终被捕获!
同理,宇宙当中的曲线运动在四维时空中是直线运动(三维空间一维时间)
不同时空观下对于引力是什么的不同解释:
引力在经典物理学中被认为是宇宙中几大基本力之一,跟质量成正比、跟距离成反比。但在爱因斯坦的理论中引力已经不是一种基本力了,而仅仅是时空结构发生弯曲后的表现而已。而导致时空结构发生弯曲的原因就是巨大的质量。
举一个例子:太阳系内的行星围绕太阳运行,在经典物理学中的解释是因为行星受到了太阳的引力作用,而围绕太阳运行。
但如果运用爱因斯坦的理论,从根本上说就没有引力。行星在宇宙中本来应该在空间内作匀速直线运动(参见牛顿定律)。但由于太阳的存在,其周围的时空结构被太阳的质量压弯曲了,所以在一定范围内的行星就“被太阳俘获了”,在一个弯曲的时空内匀速直线运动就变成了匀速圆周运动,从而形成了太阳系。
具体到黑洞这种极端条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力,科学家在解释这种吸引力的时候,把它的原因归结为空间弯曲。而造成空间弯曲的原因是黑洞本身的巨大质量。
所以说到引力归根结底是和质量有关,万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力,而爱因斯坦相对论则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现。
量子力学认为,引力是由于两个粒子交换引力子导致的。
地心引力现象
事实上,在印度的沿海地区你的体重会比较轻,而在太平洋的南部,你会比较重。
造成这种差异的原因正在研究之中,2002年NASA发射的GRACE双子卫星现在正对地球的重力场进行详细的测量,这有可能帮助科学家尽快找到这种引力差距的原因。
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