據(jù)說,過去曾有一位外國商人,從地處西北歐的荷蘭漁民那里采購了5000t魚,用彈簧托盤秤(實質(zhì)上是一種量程大的彈簧測力計)認真、仔細地稱量,逐筆記錄、計算無誤后裝上輪船,乘風破浪,千里迢迢運送到靠近赤道的一個非洲國家的港口,卸貨時仍然用那臺彈簧托盤秤秤量交付,可結(jié)果卻令商人大吃一驚,這批貨竟然少了將近19t.
19t,這可不是一筆小數(shù)字.如此算來,該人的經(jīng)濟損失是十分可觀的.但最令商人百思不得其解的是:這19t魚究竟到哪去了呢?裝卸過程中固然會有些損耗,但絕不可能有19t之多呀!檢查彈簧托盤秤,準確無誤;運輸過程中船未靠過岸,被偷也絕不可能.
究竟是誰神不知、鬼不覺地“偷”走這么多魚呢?其實,魚根本沒有少,這僅是地球跟這位商人開了一個大玩笑而已.商人被地球“捉弄”了,自己卻還渾然不知.
那么,地球是如何“捉弄”商人,“偷”走商人近19t貨物的呢?
公正地說,商人之所以被地球“捉弄”,其主體原因還在于商人自身.
第一,他混淆了“物體所受的重力”與“物體的質(zhì)量”這兩個物理概念.我們知道,重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,它不僅有大小,而且有方向.而質(zhì)量是物體所含物質(zhì)(即通常說的“材料”)的多少,它只有大小,沒有方向.當物體的形狀、物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生改變時,物體的質(zhì)量不變.當物體所處的地理位置發(fā)生變化時,物體的質(zhì)量也不變.因此,我們說“質(zhì)量是物體的一種物理屬性”.而重力是地球施加給物體的,不是物體本身所固有的.同一個物體在地球的不同位置所受到的重力往往是不同的.
第二,由于商人混淆了“重力”和“質(zhì)量”的物理概念,致使他選擇稱量魚的工具時也發(fā)生了錯誤.他本該選擇磅秤等工具來稱魚的質(zhì)量,但他卻選用了彈簧托盤秤,而彈簧托盤秤稱量的是魚受到的重力,自然,他在地處西北歐的荷蘭稱得的魚重,到了靠近赤道的非洲某國家的港口,仍用原來的彈簧秤稱量時,就會發(fā)生這些魚所受的重力變小而無故“被盜”的現(xiàn)象.
為什么同樣多的魚從西歐的荷蘭運送到赤道附近就會發(fā)生稱重“變小”的現(xiàn)象呢?我們知道,雖然物體所受到的重力與物體的質(zhì)量是兩個不同的物理量,但它們之間是有密切聯(lián)系的.大量實驗研究表明,物體所受重力的大小與其質(zhì)量成正比,二者的關(guān)系式為:G=mg.式中g(shù)表示物體所受重力與質(zhì)量的比值.在一般情況下,g值是個常量.但科學家們經(jīng)過精確測量發(fā)現(xiàn),地球上同一地點的g值一定,但不同地點的g值大小是稍有差異的.下表給出了赤道、北極和一些城市的g值大?。?/p>
觀察、分析表中數(shù)據(jù),你會發(fā)現(xiàn):
(1) g值相差最大的兩地是赤道和北極(赤道處g值最小,北極的g值最大).
(2)g值相差最小的是武漢和上海(兩地的緯度接近)
(3)g值的變化規(guī)律是:隨地球緯度的增加,g值的大小在增大.
由此我們可以推斷,地球的緯度可能是引起g值變化的原因.
荷蘭地處北緯50°~60°之間,設(shè)那位商人購魚處位于北緯52°53′處,該處的緯度最接近莫斯科的緯度值,其g值可取為9.814N/kg,則每千克物體所受的重力在該處與赤道就會相差:9.814N
-9.780N=0.034N,那么5000t魚所受的重力就會相差:0.034N/kg×5×106kg=1.7
×105N,再加上裝卸過程中的損耗, “少”了19t魚自然也就不足為怪了.
明白了上述道理,顯然,我們是不能怪罪地球跟商人開這么大的玩笑的,重要的是我們應該從中吸取教訓,總結(jié)經(jīng)驗.俗話說“吃一塹,長一智”,說的就是這個意思.
除了地球緯度會影響g值大小之外,地質(zhì)情況的變化也會對g值的大小產(chǎn)生影響.比如說:在蘊藏石油、天然氣的礦區(qū),g值會有微小的變化.中央電視臺曾報道:我國開始航空測量東海區(qū)域的重力場,以便為探礦取礦找到第一手資料.其實質(zhì)就是測量不同地點的g值的大小.
由于g值隨地理位置而變化,那么g值的變化會對我們的日常生活、生產(chǎn)造成哪些影響呢?g值的變化又有哪些應用呢?比如說:飛機從北極飛往赤道,因為g值隨緯度的變化而變化,飛機飛行過程中受到的重力也在變化,因而飛行員要調(diào)整飛機發(fā)動機的功率,以調(diào)整飛機受到的升力,保證飛機正常飛行.
同學們,g值的變化是由于地球緯度的變化引起的,它對于日常生活、生產(chǎn)的影響、應用還有很多,有許多奧妙等待我們?nèi)ヌ剿?