第三章圆周运动 3.12重量的短少
第三章圆周运动 3.12重量的短少
一个爱打小算盘的人有一天告诉大家说,他能够不用欺诈的方法就少给买主分量。这秘密就是到赤道附近地方去进货,而到两极附近去销售。大家早就知道,物体在赤道附近比在两极附近轻一些,一公斤的货物从赤道运到两极,大约会增加重量5克。在买卖的时候,不能够使用普通的秤,而必须使用弹簧秤,并且这个弹簧秤要在赤道上制造(刻度数)。不然的话,就得不到什么好处,因为货物变重了,砝码也同样变重了。
这种投机取巧的思想要不得,这种说法倒是有科学根据的离赤道越远,重力的确会越大。它的原因是,在地球转的时候,在赤道上的物体所绕的圆周最大,也由于在赤道附近地球是凸出的。
重量的短少主要是由于地球的自转,它使在赤道附近的物体的重量比同一物体在两极的时候轻1/290。
把很轻的物体从一个纬度搬到另一个纬度,重量上的差别是很小的。可是对于庞大的物体,这个差别可以达到很大的数字。你也许想不到,譬如一艘轮船在莫斯科重60吨,到了阿尔汉格尔斯克会增加 60公斤;而到敖德萨会减轻60公斤。从斯匹次卑尔根群岛每年要向南方各港埠运出煤300,000吨。假如这些数量的煤运到赤道上的某一个港埠,那末我们用从斯匹次卑尔根带来的弹簧秤来称它的时候,就会发现它已经减少了1200吨。一艘在阿尔汉格尔斯克重20,000吨的战舰,到了赤道附近的水面上,大约会减轻80吨。这并没有人能够觉出来,因为一切别的物体也相应地减轻了;海里的水也不例外①。
假如地球自转的速度比现在快,譬如说,一昼夜的长短不是24小时,而是4小时,那末,在赤道上和在两极上,物体重量的差别就会更显著。在一昼夜只有4小时的情况下,在两极重一公斤的砝码,拿到赤道上会变得只有875克重。这正和土星上重力的情况大致相同在这个行星的两极附近,一切物体都比它们在赤道上的时候重1/6。
我们知道,向心加速度跟速度的平方成正比,就不难算出,地球要转得多快,赤道上的向心加速度才会增加到原来的290倍,也就是说,增加到和地球的重力加速度相等②。这种情况,在自转速度等于现在的17倍的时候,就会出现(17&tis;17=大约290)。在这种情况下,物体就不会对支持它的东西加上压力。换句话说,假如地球自转的速度等于现在的17倍,那末赤道上的物体就会完全没有重量。在土星上,自转的速度只要大到目前的2,5倍,也可以出现这样的情况。
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