物体在什么地方比较重

地球施向一个物体的吸引力(地球引力)会随着这个物体从地面升高而减小。假如我们把1 kg的砝码提高到离地面6 400 km,就是把这砝码举起到离地球中心两倍地球半径的距离,那么这个物体所受到的地球引力就会减弱到1/4。如果在那里把这个砝码放在弹簧秤上称,就不再是1 000 g,而只是250 g。根据万有引力定律,地球吸引一切物体,可以看作它的全部质量都集中在它的中心(地心),而这个引力跟距离的平方成反比。

在上面这个例子里,砝码与地心的距离已经加到地面到地心的距离的两倍,因此引力就要减到原来的1/22,就是1/4。如果把砝码移到离地面12 800 km,也就是离地心等于地球半径的三倍,引力就要减到原来的1/32,就是1/9, 1 000 g的砝码,用弹簧秤来称就只有111 g了,依此类推。

这样看来,自然而然会产生一种想法,认为物体越跟地球的核心(地心)接近,地球引力就会越大。也就是说,一个砝码,在地下很深的地方应该更重一些。但是,这个臆断是不正确的。物体在地下越深,它的重量不但不是越大,反而越小了。这现象的解释是这样的:在地下很深的地方,吸引物体的地球物质微粒已经不只是在这个物体的一面,而是在它的各方面。如图7.7所示,那个在地下很深地方的砝码,一方面受到在它下面的地球物质微粒向下方吸引,另一方面又受到在它上面的微粒向上方吸引。这是引力相互作用的结果,实际发生吸引作用的只是半径等于从地心到物体之间的距离的那个球体。因此,如果物体逐渐深入地球内部,它的重量会很快减低。一到地心,重量就会完全失去,变成一个没有重量的物体。因为,在那时候物体四周的地球物质微粒对它所施的引力各方面完全相等。

图7.7　物体深入地球以后重量会逐渐减小

所以,物体只有在地面上的时候才有最大的重量,升到高空或深入地下,都只会使它的重量减少。