在初中物理中我们就学到了地球重力加速度值(g)的大小为9.8m/s2,当然,这个只是一个近似数值,标准重力值为9.80665m/s2。但是这个数值依然无法展现地球上各处的重力分布情况。本文将会带领大家看看哪些因素能够影响到地球重力加速度数值。
根据定义,地球重力加速度值是由重力(地球内部的质量分布)和离心力(地球自转)综合作用后形成的一种赋予地球物体的净加速度。
这其中,地球重力加速度值主要是受到重力的影响,而地球并非是一个质量均匀分布的完美球体,这就使得地球上的物质分布会影响到重力加速度数值。
而在物质分布里面,地球物质的密度、海拔的高度这些因素都能够影响重力加速度。比如一座山脉或者是板块构造的局部差异等,都能够导致局部重力异常。
随着海拔高度的提升,重力会随着高度的增加而减小,因为更高的高度意味着距离地球中心更远。在其它条件相同的情况下,海拔8848米的珠穆朗玛峰峰顶上的重力会比同纬度海平面上的重力小0.29%。
冷知识:地球轨道上的宇航员处于失重状态,很多人认为这是因为他们飞得足够高,所以摆脱了地球引力。实际上这种认知是错误的,即便是在400公里的轨道高度上,这里的重力加速度值依然相当于海平面附近的90%。之所以宇航员处于失重状态,那只是因为在地球轨道上的物体的速度够快,所以他们会一直处于自由落体状态。
以上是地球物质对于重力加速度的影响,在之前的定义中,我们还提到了离心力的影响。
因为地球一直在自转,在这个过程中会产生离心力,这会抵消掉一部分地球引力。地球自转还会导致地球赤道半径会略微大于两极半径,这也会进一步的影响地球物质的分布,从而影响地球各个不同地方的重力加速度。
通过上面的图片我们可以知道,如果将地球看做是一个密度均匀分布的球体,那么地球赤道上的重力加速度是最低的,大约为9.78m/s2,然后随着纬度的增加,地球自转的线速度越来越低,离心力也越来越小,所以地球重力加速度会逐渐增大,到两极极点位置的时候,地球重力加速度已经增加到了9.83m/s2。
除了重力和离心力能够影响地球重力加速度外,还有一些因素也能够细微的影响重力加速度,比如在空气或水,因为浮力的影响;月球和太阳的引力影响等等。
地球表面重力加速度其实非常均匀,最高值和最低值之间的变化幅度只有0.7%。这其中秘鲁的瓦斯卡兰山是地球上重力加速度值最小的地方,g=9.7639m/s2,而地球上重力加速度值最高的地方在北冰洋洋面上,数值为9.8337m/s2。
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