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有关轮船的问题

时间:2022-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:要知道月亮在吸引轮船的同时,也吸引着地球。在真空中,所有的物体都以相同的速度运动。地球和轮船从月球的引力中得到的加速度是一样的。因此,轮船重量的减轻是觉察不出来的。但事实上,月夜的轮船确实要比无月的夜晚要轻,这是为什么呢?假设图96中的O是地球中心,A和B是位于地球两端的轮船,r是地球半径,D是月球中心L到地心O的距离。我们再来看,质量原来是m的轮船在月面上的重力是。
有关轮船的问题_趣味天文学

[题]一条轮船是在月夜较轻,还是在无月的夜晚较轻?

[解]这个问题要想象得复杂些才行。我们不能急于得出结论说,月夜里的轮船或者说在月光照射下的半个地球上的所有物体,应该都比无月的夜晚更轻,因为“有月亮在吸引着它们”。要知道月亮在吸引轮船的同时,也吸引着地球。在真空中,所有的物体都以相同的速度运动。地球和轮船从月球的引力中得到的加速度是一样的。因此,轮船重量的减轻是觉察不出来的。但事实上,月夜的轮船确实要比无月的夜晚要轻,这是为什么呢?

我们现在来解释一下为什么。假设图96中的O是地球中心,A和B是位于地球两端的轮船,r是地球半径,D是月球中心L到地心O的距离。M是月亮的质量,m是轮船的质量。为简便计算,假设A和B跟月球位于同一条直线,亦即月球在A的天顶,在B的天底。月球吸引位于A点的轮船的力(也就是轮船在月夜里所受到的月球的引力)等于:

图96 月球引力对地球上各微粒所起的作用。

B点的轮船受到的月球的引力,也就是说轮船在没有月亮的晚上所受到的引力,等于:

由于234-04是一个很小的数值,所以我们略去不计。因而上式可以简化成:

这个式子可以变形为:

因为D=220个月球半径,所以

现在我们来计算引力差:

如果轮船重45,000吨,那么它在月夜和非月夜的重量之差是:

由此可见,月夜里的轮船比没有月亮的夜晚的轮船要轻,但是它们的重量之差是很小的。

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