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网友提问:我们一个三年级的班级正在研究引力和物体的运动,过程中大家提出了一个问题:如果引力从地球上消失了,那么建筑物和其他与地面接触的事物都会飘浮起来吗?
答:在给出答案之前,我们可以确定,这永远不会发生。地球有质量,就像其他每一个固体(包括你)一样。地球质量的存在导致了引力的产生,所以如果引力消失,那么地球就不可能再拥有质量。而一旦地球失去的质量,那它就根本不存在了!
话虽如此,但是,还是让我们想象一下:若我们可以神奇地关掉地球的“引力开关”,并同时保持地球的存在,那么不同物体的变化将取决于其是否与地球紧密相连。如你所知,地球正在以相当快的速度自转着(因为地球自转,处在赤道的你每小时可以移动超过一千英里)。
现在设想一下,如果你用绳子拴住某个东西,让它在你的头上打转,那么它将一直保持在一个圆圈轨迹内运动除非你松了绳子,那样的话,它将沿着直线飞向远处。如果这个运动的轨迹非常大,那么物体起初的运动轨迹将几乎与原来的圆圈几乎相重合——然而在短时间之后,两条轨迹将截然不同。因为圆形的轨迹在不断地改变方向,而直线并不会有这样的变化。
“关掉”引力与松掉绳子类似。那些不与地球表面紧密结合的物体将沿着直线飞向宇宙,离开地球表面。在建筑物中的人将慢慢向上飘浮,直到撞到天花板。而户外(或在露天场地中)的事物将会从地表慢慢飘浮起来,然后逐渐加速,直线运动将会带它们离开地球自转带来的原有圆形运动轨迹。地球自己的大气层也会因同样的原因飘向宇宙。
一些扎根土地的物体(比如树以和大多数建筑物)将不会飞走,因为它们被土地所牵制。事实上,足以让你留在地面的这股力量其实非常弱,大约只有引力的0.3%(在赤道上甚至更小)。然而,留在地面上的事物最终也会面临一些问题——地球自身将分解成碎块飘向宇宙,因为地球本身也是因引力结合而成!
无论如何,我们希望你也认同这个答案。如我们开头所言,即使说的如此,但这其实永远不会发生!
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引力(原义“重量”),或者说重力,是一种自然现象。通过引力,所有存在质量或能量的事物(包括各类天体、星系,甚至光等),才能被引导汇聚到一起。在地球上,引力使客观存在的事物都有了重量,而月球的引力则导致了潮汐变化。宇宙中存在的原始气态物质因引力作用相互接合,组成了行星。所以引力对很多宇宙中庞大事物的产生有巨大影响。引力的作用范围是无尽的,尽管它对物体的影响随距离变大而急剧削弱。
图解:万有引力使行星按照自身的轨道围绕太阳运转
对引力描述最为精确的是广义相对论(1915年由爱因斯坦提出),它没将引力描述为一种力,而将其描述成由于质量分布不均而导致的时空曲率。有关时空曲率最极端的例子就是黑洞,一旦越过黑洞的视界,即使光也无法从中逃脱。然而,在大多数应用中,引力都可以很好地用牛顿的万有引力定律来解释,牛顿的万有引力定律将引力描述为一种力,一种使任何两个物体相互吸引的力,该力的大小与物体质量的乘积成正比,与物体之间距离的平方成反比。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. curious-碎瑜之喜
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原文地址:今日头条 |
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