地球球的形状与引力关系 说出几种地球引力的现象

所以我们可以得到这样一个结论,体的形状与大小和其自身的物质属性和重力大小有着直接的关系。体自身的引力越大,这个体就越容易呈现球形,体上的山峰就不会太高,由于地球。。

地球球的形状与引力关系是什么

这里涉及到万有引力和重力的定义。一般中学阶段会将万有引力分解为重力和向心力。由于地球的自转,取地表(除南北极点和赤道以外,在极点处没有圆周运动,赤道的圆周运动圆心恰好就是地心)的质点m,显然m随着地球自转而做匀速圆周运动,其轨迹就是所在纬度的纬度圈,显然其向心力应当指向所在纬度圈的圆心(注意不是地心)。根据矢量运算法则,很容易看出重力方向与万有引力方向不一致。
严格分析m的受力,其受到指向地心的引力、指向远离地球方向的地面支持力以及沿地球表面的摩擦力,根据力的方向判断,仅有引力能够提供向心力,可将引力分解为向心力和另一个力F;又可以将F分解为指向球心方向的G和沿地球表面指向赤道的漂移力f(这也解释了为什么自转的星体会倾向于略扁的形状),显然G与地面支持力、f与摩擦力分别互为反作用力。如果将重力定义为G,那么万有引力与重力同向。
(如果觉得力的分解方法过于随意的话,也可以针对m建立非惯性参考系,其受力为万有引力、支持力、摩擦力和惯性离心力,其中离心力方向垂直于地轴指向地球外侧,分析结果同上)
综合来说,对于自转的星体而言,如果万有引力分解为向心力和重力,那么除南北极点和赤道以外二者方向均不同;如果万有引力分解为向心力、重力和漂移力,那么向心力与重力方向相同。

地球球的形状与引力关系图

古人通常认为天是圆的、地是方的,虽然很早就有人提出地球是圆的,可是由于没证据,基本上没人相信。直到16世纪,麦哲伦的船队完成环球航行,人们才相信大地是圆的,更准确来说是我们生活的这个地球是个球体。
在宇宙中像地球这样的球状天体有很多,月亮是圆的,太阳也是圆的,太阳系列的其他七大行星也是圆的。像这种圆圆的球状天体被统称为星球。
汤圆需要人用手搓才能搓成圆球状,那么是什么力量把宇宙中的这些天体搓圆了呢?
在宇宙中,一般只有质量较大的密实天体才是球状的。月球是球状的,它是地球的卫星,质量比地球小。可宇宙中并不是所有卫星都像月球这么圆。木星就拥有太阳系中最多的卫星,不过木星的很多卫星都不怎么圆,只有那些质量较大的卫星才比较圆。像小行星、彗星等小天体都是不规则的。
由此可见,星体的形状与其质量有关,质量越大就越圆。而把这些星球搓圆的力量就是万有引力,质量越大引力越强,搓的也就更圆。
天体的形成源于引力,其形状也主要与引力有关。世间万物都是由微小的粒子构成的,这些物质在万有引力的作用下汇聚成团,最终像滚雪球似的越滚越大。
在星体形成时,物质会向引力中心收缩。引力源于质心,作用于四面八方,只有当这个天体呈球状时,各个方向上的力才能保持平衡,大质量天体的结构才能保持稳定。此时,这个星体便处于流体静力平衡状态,形状趋于圆球形。恒星不会向内坍缩或爆炸,就是因为处于流体静力平衡状态。
当质量超过一定的限度,天体就只能是圆形的。构成天体的物质也存在抵抗力,当质量较小时,引力太弱,无法克服天体自身的刚性,所以这些小天体的形状是不规则的。随着质量的增加,引力变得越来越大,在自重的作用下,即使是钢铁也会像面团一样发生形变,引力就会把这些天体搓的越来越圆。
一些引力场极强的星球,比如中子星,它不仅非常的圆,在超强引力的作用下,表面也非常的光滑,几乎没有太大的凸起。在引力的限制下,由于岩石结构强度有限,地球上的山最高也不会超过2万米。
此外,天体的形状还与其自转有一定的关系,在自转产生的离心力作用下,会 略成 椭球体。宇宙中基本上没有绝对圆的星球,也就是不存在形状是圆球状的天体,都只是近似为椭球体。
在太阳系内最圆的就是太阳,扁率(其值介于0和1之间,数值越小越接近圆球)仅为0.000009,真的非常接近标准的圆球体。而地球赤道半径比极半径多20来公里,地球的扁率为0.0034,只是个赤道略鼓的椭球体。太阳之所以这么圆,就是因为它的质量极大,占了整个太阳系总质量的99%。
其实,圆和球还拥有数学之美。在所有平面图形中,当周长相等时,圆的面积最大;在所有立体图形中,当表面积相等时,球的体积最大。此外,圆和球都是对称图形。

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