如何通过摆测定地球重量

人们是通过什么手段，成功地推测出地球的重量，又是怎样使我们了解到地球各类组成物质的重量的呢？现在我们就来解释这个问题。

我们所要介绍的这个测量地球重量的方法，听起来很简单，但是操作起来，比我们想象的要困难得多。

自从伟大的牛顿发现万有引力定律以来，我们已经了解到，所有的天体之间都是互相吸引的，而且天体的质量越大，引力越大。不仅是那些巨大的天体，如太阳、地球、月球乃至所有的行星和恒星等，而且所有的物体都具有这种引力。这种引力的大小直接跟这物体的质量成正比。

下面我们举个例子说明一下。一磅铁对附近的小的物体具有一定的引力；如果是两磅，引力就是两倍。也就是说，一个物体的重量越大，那么它作用于附近物体的吸引力就越大。因此，如果我们知道了一个物体对别的物体引力的大小，也就可以知道它的重量。换句话说，只要我们能够准确地测定物体的引力，那么我们不经过称重，就可以知道世界上每一个物体的重量。

但这是不可能做到的。原因是，地球的质量太大了，因而它相应地就具有特别巨大的引力，这样就导致了它对地球上所有的物体，即我们所希望测定重量的所有别的物体的吸引。或者说，地球对我们身边任何一个物体的引力，远远超过这个物体受其他物体的引力，所以用通常的方法我们无法测量出物体之间的引力。

假定我们把一个小球放在一个很大的“铁球”附近，让这个小球被那个大球吸引。但是，我们一旦放开这个小球，它立刻就会落到地上，这是因为地球的引力要比那个大的铁球大许多许多倍，以至于那个大铁球的引力根本就无法被感知。(www.xing528.com)

不过，物理学已经教会了我们精确计算地球重量的方法。具体地说，是利用摆这样一个简单的仪器。摆，就是像挂在墙上的那种钟表里的钟摆那样的“摆”，就用它来测定地球的重量。如果一只摆处于静止的状态——这时它处在最接近地球的位置——当它受到干扰，离开这个位置，它会以某一个确定的速度很快地返回到停止点。但是，摆一旦处于摆动状态，如果不施加外力，它是不会停止的，它会从近地点的一边摆到另一边。这是因为地球的引力要拉着它返回原处，导致了它沿着同样的路线不停地摆动。因此，摆的摆动速度是随着地球的质量而变化的，如果地球的质量大，摆的速度就加大；地球的质量小，摆的速度也减小。既然摆的速度可以通过计算一天内摆动的次数来精确测定，那么我们应该也可以准确地计算出地球引力的大小。

怎么测量呢？我们花一点时间，设想做一个实验，大家就会知道怎样来测定地球的重量了。

地球的重量可以通过这样一个巧妙的仪器来精确测定：这个仪器就是一个摆，摆的旁边设置一个已知重量的球体，这时摆会被这个球所吸引，因而导致它来回地摆动。假设这个球的重量是100磅，那么按照万有引力定律，这个球体比地球小了多少倍，由这个球所引发的摆的速度就会比在地球的引力下慢多少倍。既然摆在受地球引力作用下摆动的速度是可以测量的，那么只要测定出摆在这个球的吸引下摆动的速度，根据这两个摆动速度的比例，就可以推算出地球的重量是这个球的多少倍。

用这样的方法去做测试，显然是可以获得一个理想的效果的。但是，这个实验的难度也是不可小看的哦。

爱动脑筋的读者一定会问：那么这个测试到底是怎么做的呢？不要着急，我们将在下一章对这个科学实验做进一步的描述。这一章的内容就讲到这儿。