引力到底有多大,为什么万有引力定律没有在我们身边随时表现出来呢

时间:2023-11-17 19:19:01

法国天文学家阿拉戈曾经这样写道:“如果不是物体坠落每时每刻都在发生,我们随时都能看到的话,我们就会觉得这种现象非常奇怪。”因为我们已经习惯性地认为,地球对物体的吸引是稀松平常的事情。可如果有人对我们说,其实物体之间也是相互吸引的,我们也许就不太相信了,因为我们并没有看到现实生活中的类似现象。

为什么万有引力定律没有在我们身边随时表现出来呢?桌子、西瓜、人之间都是相互吸引的,为什么我们却看不见呢?因为如果物体不是很大,它们之间的引力是非常小的。举个直观的例子,如果两个人大约相距2米,他们之间相互吸引的引力就非常小,小到什么程度呢?假如这两个人都是中等重量,那么这个引力差不多是引力到底有多大,为什么万有引力定律没有在我们身边随时表现出来呢

毫克。也就是说,这两人之间相互引力的大小,只相当于一个十万分之一克的砝码作用在天平上的重量。只有反应十分灵敏的天平才能称得出这么小的重量。地板与脚跟之间的摩擦力要远大于这个引力,我们由于受到摩擦力的作用,这么小的引力自然无法使我们移动。我们的脚跟和地板之间的摩擦力大约等于体重的30%。假如我们想在地板上移动,那么就需要不小于20千克的力量。跟这个力比起来引力到底有多大,为什么万有引力定律没有在我们身边随时表现出来呢

毫克的引力简直小得可以忽略不计。1毫克等于1克的千分之一;1克等于1千克的千分之一,通过换算可以知道,那个能够使我们移动的力量的10亿分之一的一半才是引力到底有多大,为什么万有引力定律没有在我们身边随时表现出来呢

毫克。这个力是如此之小,因此我们觉察不出地面上各种物体相互之间的引力,也就没什么好奇怪的了。

假如物体之间没有了摩擦,将会发生什么情形呢?即使是微小的引力,因为没有任何力量的阻碍,物体之间也会被拉近。即使是在引力到底有多大,为什么万有引力定律没有在我们身边随时表现出来呢

毫克引力的作用下,两个人相互吸引而移动的速度是非常小的。通过计算可以知道:如果没有摩擦力的作用,距离2米的两个人,在第一小时,会相向移动3厘米;在第二小时,会相向移动9厘米;在第三小时,移动的距离会更长,会移动15厘米。随着时间的推移,两个人的移动运动速度会加快,但也要差不多5个小时以后,他们才会紧紧挨在一起。

所以当没有了摩擦力的阻碍作用,我们就可以感觉出地面上各个物体之间的引力了。挂在一根绳上的重物会因为地球引力的作用而垂直指向地面。假如在这个重物的附近有一个很大的物体,重物和物体之间就会相互吸引,那么这根绳子就会不再垂直,而是偏离,指向附近物体产生的引力与地球引力所形成的合力的方向。科学家们在1775年第一次观测到这种偏离现象。当时,他们正在测量铅锤与指向星空的极的方向两者之间所成的角度大小。科学家们站在一座山的两侧,他们发现两侧得出的测量角度是不同的。随着科学的发展,科学家们发现了天平有一种特殊功能,他们对地面上物体之间的引力进行了更加精准的实验。于是,万有引力的大小也就可以精确地测定了。

万有引力的大小跟质量的乘积成正比,物体质量越大,引力越大,所以质量小的物体,彼此之间的引力也会小到几乎可以忽略不计。但总有很多人常常试图把这个引力夸大。有一位动物学家——他是一位科学家但不是物理学家,就曾经想要说服我:由于万有引力的存在,两艘巨大的海轮之间的吸引力是可以用肉眼看见的。其实,我们通过计算就可以知道,这两者之间的引力其实很小。假设两艘大船的重量都是25000吨,当它们相距100米时,引力的大小只有400克。显而易见,这个引力根本不可能使两艘大船的位置发生任何变化。

海轮之间的引力很小,但是天体的质量惊人,它们之间的引力就非常可观。比如,海王星距离地球非常遥远,它几乎处在太阳系的边缘。即使这么远的距离,地球也能感受到1800万吨的引力。太阳距离我们也非常遥远,同样也是由于引力的作用,使得地球能够始终在轨道上围绕太阳运转。如图所示,假如有一天,太阳对地球的引力消失了,地球就会沿着轨道的切线飞到漫无边际的宇宙空间去,再也不会回来了。

引力到底有多大,为什么万有引力定律没有在我们身边随时表现出来呢

图 如果太阳对地球的引力消失了,在惯性的作用下,地球会沿着切线ER的方向飞出去。