《趣味物理學》在線閱讀——第2章 重力和重量·杠桿·壓力（1-7）(7)

2.7　物體在什么地方比較重？

　　地球施向一個物體的吸引力（地球引力）要跟著這個物體從地面升高而減低。假如我們把一公斤重的砝碼提高到離地面6400公里，就是把這砝碼舉起到離地球中心兩倍地球半徑的距離，那么這個物體所受到的地球引力就會減弱到4分之一，如果在那里把這個砝碼放在彈簧秤上稱，就不再是1000克，而只是250克。根據萬有引力定律，地球吸引一切物體，可以看做它的全部質量都集中在它的中心（地心），而這個引力跟距離的平方成反比。在上面這個例子里，砝碼跟地心的距離已經加到地面到地心的距離的兩倍，因此引力就要減到原來的22分之一，就是4分之一。如果把砝碼移到離地面12,800公里，也就是離地心等于地球半徑的三倍，引力就要減到原來的32分之一，就是9分之一；1000克的砝碼，用彈簧秤來稱就只有111克了，依此類推。

　　這樣看來，自然而然會產生一種想法，認為物體越跟地球的核心（地心）接近，地球引力就會越大；也就是說，一個砝碼，在地下很深的地方應該更重一些。但是，這個臆斷是不正確的；物體在地下越深，它的重量不但不是越大，反而越小了。這現象的解釋是這樣的：在地下很深的地方，吸引物體的地球物質微粒已經不只是在這個物體的一面，而是在它的各方面。請看圖20。從圖上可以看出，那個在地下很深地方的砝碼，一方面受到在它下面的地球物質微粒向下方吸引，另外一方面又受到在它上面的微粒向上方吸引。這兒我們不難證明，這些引力相互作用的結果，實際發生吸引作用的只是半徑等于從地心到物體之間的距離的那個球體。因此，如果物體逐漸深入到地球內部，它的重量會很快減低。一到地心，重量就會完全失去，變成一個沒有重量的物體。因為，在那時候物體四周的地球物質微粒對它所施的引力各方面完全相等了。

　　所以，物體只是當它在地面上的時候才有最大的重量，至于升到高空或深入地球，都只會使它的重量減少①。

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