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天行健 君子當自強而不息

【ZT】重力



由于地球的吸引而產生而產生的力,叫做重力。方向豎直向下。物體受到重力大小G跟物體的質量m成正比,用關系式G=mg表示。通常在地球表面附近,g取值為9.8牛每千克,表示質量是1千克的物體受到的重力是9.8牛。
    物體的各個部分都受重力的作用。但是,從效果上看,我們可以認為各部分受到的重力作用都集中于一點,這個點就是重力的作用點,叫做物體的重心。重心的位置與物體的幾何形狀及質量分布有關。

重力并不等于地球對物體的引力。由于地球本身的自轉,除了兩極以外,地面上其他地點的物體,都隨著地球一起,圍繞地軸做勻速圓周運動,這就需要有垂直指 向地軸的向心力,這個向心力只能由地球對物體的引力來提供,我們可以把地球對物體的引力分解為兩個分力,一個分力F1,方向指向地軸,大小等于物體繞地軸 做勻速圓周運動所需的向心力;另一個分力G就是物體所受的重力(圖示)其中F1=mw2r(w為地球自轉角速度,r為物體旋轉半徑),可見F1的大小在兩 極為零,隨緯度減少而增加,在赤道地區為最大F1max。因物體的向心力是很小的,所以在一般情況下,可以認為物體的重力大小就是萬有引力的大小,即在一 般情況下可以略去地球轉動的效果。其中引力的重力分量提供重力加速度,引力的向心力分量提供保持隨地球自轉的向心加速度。

  重力大小可以用測力計測量,物體對測力計的拉力或壓力的大小就是重力的大小。

  附加解釋:重力的大小除可用萬有引力大小計算以外,還可以由牛頓第二定律F=ma計算,這時重力可以寫成:G=mg。重力是矢量,它的方向總是豎直向下的。重力的作用點在物體的重心上。

  此外,有密度較大的礦石附近地區,物體的重力要比周圍地區稍大些,利用重力的差異可以探礦,這種方法叫重力探礦。

  重力是力學中最重要、最基本的概念之一.但是,國內外各種課本及參考書對重力概念的定義不盡一致,目前對重力的定義大致有以下三類.

  第一類定義:“地球對物體的引力稱重力”.“重力就是由于地球吸引而使物體受到的力”.

  第二類定義:“地球對其附近物體吸引的力是重力”.“地球對地球表面附近物體的引力稱重力”.

第三類定義:“質點以線懸掛并相對于地球靜止時,質點所受重力的方向沿懸線且豎直向下,其大小在數值上等于質點對懸線的拉力”.“實際上,重力就是懸線 對質點拉力的平衡力”.“物體在地球表面附近自由下落時,有一豎直方向的重力加速度g,產生此重力加速度的力稱為重力”.

  第一類定義很明確,重力就是指地球對物體的萬有引力.重力即是力,就是矢量,其方向就是地球對物體引力的方向,即指向地球中心.按這類定義,重力就成了引力的同義詞.其實,這類定義只有在不考慮地球自轉所引起的效果時才有意義.

第二類定義的共同特點是有“表面”、“附近”此類限制性詞.這些“表面”、“附近”表達著怎樣的意思呢?如只是一個區域性概念的話,那就是說只有地球表 面附近的引力才稱重力,除此以外,就只稱引力,不再稱重力了;另外,到底距地球表面多遠才不算“表面”、“附近”呢?可見,第二類重力定義給讀者的概念是 模糊的、不確切的.

  第三類定義分別從靜力學形式和動力學形式給出了重力的“操作性定義”,并暗示了重力不是純地球引力,而是把地球自轉影響考慮在內的地球引力和物體隨地球繞地軸轉動所受的向心力之差.這類定義美中不足的是未能明確表達出重力的主要本質,即“地球引力”這一本質因素.

  綜上所述,以上三類關于重力的定義都不夠確切.重力的比較確切的定義是:“隨地球一起轉動的物體,所表現出的、所受地球的引力,稱物體的重力.”根據這種定義,重力概念的內涵有:

  (1)重力的本質來源是地球的引力.

  (2)重力是一個表觀的概念,是物體隨地球一起轉動時受到地球的引力.

  (3)重力等于物體受地球的引力和隨地球繞軸轉動所需向心力的矢量差.

posted on 2007-06-10 17:13 lovedday 閱讀(448) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: ■ Physics

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