地球的重量、体积和质量讲解

地球是一个庞大的星球，那么，它到底有多重，有多大呢？

地球的体重

1750年，19岁的英国科学家卡文迪许称出了地球的重量。

根据万有引力定律，两个物体间的引力与它们之间距离的平方成反比，与两个物体重量的乘积成正比。这个定律为称量地球的重量提供了理论根据。卡文迪许想：如果知道了两个物体之间的引力和距离，便知道了其中一个物体的重量，就能计算出另一个物体的重量。这在理论上完全成立，但是，在实际测定中，还必须先了解万有引力的常数G。卡文迪许通过测定两个铅球间的引力，计算出了引力常数。两个普通物体之间的引力是很小的，不容易精确地测出，必须使用很精确的装置。当时人们测量物体之间引力的装置是弹簧秤，但这种秤的灵敏度太低，不能达到实验要求。卡文迪许利用细丝转动的原理，设计了一个测定引力的装置：细丝转过一个角度，就能计算出两个铅球之间的引力，然后计算出引力常数。但是，这个方法失败了。因为两个铅球之间的引力太小了，细丝扭转的灵敏度还不够大。灵敏度问题成了测量地球重量的关键。卡文迪许为此伤透了脑筋。有一次，他正在思考这个问题，突然看到几个孩子在做游戏。有个孩子拿着一面小镜子对着太阳，把阳光反射到墙壁上，产生了一个白亮的光斑。小孩子用手稍稍地改变小镜子的角度，光斑就相应地移动了一段距离。卡文迪许猛然醒悟——这不是距离的放大器吗?灵敏度可以通过它来提高吗?

思考时间

什么是万有引力？

答案：万有引力简称引力，是指存在于任何物体之间的相互吸引的力。

于是，卡文迪许在测量装置上装上一面小镜子。细丝受到另一个铅球微小的引力，小镜子就会偏转一个很小的角度，小镜子反射的光斑就移动一段相当大的距离，就这样卡文迪许很精确地测得了引力常数的大小。利用这个引力常数，卡文迪许再测出一个铅球与地球之间的引力，然后根据万有引力公式，计算出了地球的重量，约为60万亿亿吨。

后来，美国科学家利用精确的重力计算方法，重新计算地球的重量，认为地球的实际重量比以往科学家估测的要轻。按照新的计算方法，地球的重量约为59.72万亿亿吨。而现在很多教科书中所公布的地球重量则约为59.78万亿亿吨。

地球的体积

有人曾提出这样的问题：我们生活在地球上，一天天地长大，地球是不是也在长大呢?

过去，多数人认为，地球的体积和质量都在不断地减少。还有少数学者认为，地球在缩小，而它的岩层的密度却在增大，所以，地球的质量不会随着它的体积缩小而减小。这些看法，究竟哪种正确呢?

匈牙利的物理学家拉斯诺·爱德耶特经过长期的研究后宣布：上面的那些看法都不可靠，地球没有缩小，相反它的体积还在不断增大。

拉斯诺·爱德耶特教授说：“地球的外壳是由地壳组成的，地壳下面是中间层，中间层是由核壳和核心组成。中间层、核壳和核心的成分是一样的，都是由各种含硅的物质(石头)组成的，只是密度不同。核内的密度最大。核心密度大的物质不断渗透到核壳中，而核壳中的物质又不断渗透到中间层。这样，它们的密度就变小了。所以，地球的平均密度总是在不断地减小，那么，地球的体积也就随着不断地增大了。”(www.xing528.com)

拉斯诺·爱德耶特教授还说：“如果地球在缩小的话，那么海洋里的水不是会把很多陆地淹没，最后使整个地球成为一片汪洋吗?实际上，这种可能性不太大。”

另外，这位教授和其他学者还对古代的地图和地球的面积进行了精心的对比研究，发现地球的半径每年要增加0.5毫米。

小普课堂

科学家们打了这样一个比方：地球外壳就像一张具有弹性的膜一样，表面扩大，张力就随着变大。地球外壳的张力常常处在很大的状态，一旦张力达到极限，地壳的某些地方就会裂开，于是，地裂、地震就发生了。这表明，地球体积增大或许还是地震产生的一个原因呢！

然而，地球究竟是在增大还是在缩小，还需要更加深入的科学研究。

课后精练

1.地球的平均半径约为________千米。

2.赤道周长约为________万千米。

3.地球表面积为________亿平方千米。

4.地球的平均密度是________克/立方厘米。

答案

1.6371　2.40075.02　3.5.11　4.5.52