地心引力形成的科學(xué)原理是什么

相信很多的人都知道地心引力這個(gè)名詞，但是不少的人不明白地心引力是怎么形成的。下面為您精心推薦了地心引力形成的科學(xué)原理是什么的內(nèi)容，希望對(duì)您有所幫助。

(資料圖)

地心引力形成的原理

這是由于地球自轉(zhuǎn)造成的.地球自轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)叫地轉(zhuǎn)偏向立的力.在北半球它使物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)方向想右偏;在南半球它使物體運(yùn)動(dòng)是方向向左偏.所以在北半球是逆時(shí)針,在南半球的話就是順時(shí)針。

根據(jù)牛頓的萬有引力定律，任何有質(zhì)量的兩種物質(zhì)之間都有引力。

地球本身有相當(dāng)大的質(zhì)量，所以也會(huì)對(duì)地球周圍的任何物體表現(xiàn)出引力。拿一個(gè)杯子舉例，地球隨時(shí)對(duì)杯子表現(xiàn)出引力，杯子也對(duì)地球表現(xiàn)出引力。地球的質(zhì)量太大了，對(duì)杯子的引力也就非常大，所以，就把杯子吸引過去了，方向，就是向著地球中心的方向，這個(gè)力就是地心引力。

重力并不等于地球?qū)ξ矬w的引力。由于地球本身的自轉(zhuǎn)，除了兩極以外，地面上其他地點(diǎn)的物體，都隨著地球一起，圍繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這就需要有垂直指向地軸的"向心力，這個(gè)向心力只能由地球?qū)ξ矬w的引力來提供，我們可以把地球?qū)ξ矬w的引力分解為兩個(gè)分力，一個(gè)分力F1，方向指向地軸，大小等于物體繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力;另一個(gè)分力G就是物體所受的重力(圖示)其中F1=mw2r(w為地球自轉(zhuǎn)角速度，r為物體旋轉(zhuǎn)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(qū)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(rèn)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(zhuǎn)動(dòng)的效果。

地心引力形成的原因

愛因斯坦認(rèn)為，引力是質(zhì)量所引起的空間彎曲，運(yùn)動(dòng)力學(xué)第一定律：在沒有外力的情況下，物體始終保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，假如一個(gè)小球在一個(gè)非常光滑的平面上由西向東運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過路線為A點(diǎn)——B點(diǎn)——最后到達(dá)C點(diǎn)，若在B點(diǎn)附近放下令一個(gè)小球事，就像在一塊海綿上放一個(gè)球，那么這個(gè)球必然會(huì)擠壓迫海綿使之成為以這個(gè)球?yàn)閳A心的凹陷“等同于彎曲的時(shí)空”，當(dāng)我們的主角再經(jīng)過B點(diǎn)事會(huì)發(fā)生什么?它的軌跡經(jīng)過凹陷處時(shí)會(huì)改變，向這個(gè)凹陷的中心偏移進(jìn)而偏離原來的運(yùn)動(dòng)路線無法到達(dá)C點(diǎn)，若這個(gè)凹陷足夠大或小球的初始動(dòng)力不足，它就會(huì)圍繞這個(gè)凹陷做一段弧形運(yùn)動(dòng)后最終被捕獲!

同理，宇宙當(dāng)中的曲線運(yùn)動(dòng)在四維時(shí)空中是直線運(yùn)動(dòng)(三維空間一維時(shí)間)

不同時(shí)空觀下對(duì)于引力是什么的不同解釋：

引力在經(jīng)典物理學(xué)中被認(rèn)為是宇宙中幾大基本力之一，跟質(zhì)量成正比、跟距離成反比。但在愛因斯坦的理論中引力已經(jīng)不是一種基本力了，而僅僅是時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲后的表現(xiàn)而已。而導(dǎo)致時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲的原因就是巨大的質(zhì)量。

舉一個(gè)例子：太陽系內(nèi)的行星圍繞太陽運(yùn)行，在經(jīng)典物理學(xué)中的解釋是因?yàn)樾行鞘艿搅颂柕囊ψ饔?，而圍繞太陽運(yùn)行。

但如果運(yùn)用愛因斯坦的理論，從根本上說就沒有引力。行星在宇宙中本來應(yīng)該在空間內(nèi)作勻速直線運(yùn)動(dòng)(參見牛頓定律)。但由于太陽的存在，其周圍的時(shí)空結(jié)構(gòu)被太陽的質(zhì)量壓彎曲了，所以在一定范圍內(nèi)的行星就“被太陽俘獲了”，在一個(gè)彎曲的時(shí)空內(nèi)勻速直線運(yùn)動(dòng)就變成了勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從而形成了太陽系。

具體到黑洞這種極端條件下的宇宙天體。它有極強(qiáng)的吸引力，科學(xué)家在解釋這種吸引力的時(shí)候，把它的原因歸結(jié)為空間彎曲。而造成空間彎曲的原因是黑洞本身的巨大質(zhì)量。

所以說到引力歸根結(jié)底是和質(zhì)量有關(guān)，萬有引力是把引力視為由質(zhì)量引起的一種基本力，而愛因斯坦相對(duì)論則把引力視為質(zhì)量引起的時(shí)空彎曲的表現(xiàn)。

量子力學(xué)認(rèn)為,引力是由于兩個(gè)粒子交換引力子導(dǎo)致的。

地心引力現(xiàn)象

事實(shí)上，在印度的沿海地區(qū)你的體重會(huì)比較輕，而在太平洋的南部，你會(huì)比較重。

造成這種差異的原因正在研究之中，2002年NASA發(fā)射的GRACE雙子衛(wèi)星現(xiàn)在正對(duì)地球的重力場進(jìn)行詳細(xì)的測量，這有可能幫助科學(xué)家盡快找到這種引力差距的原因。