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重力加速度g等于多少 重量对速度的影响和关系

发布时间:2022-08-13 21:57 来源:台祐百科

重力加速度(Gravitational acceleration)是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度,也叫自由落体加速度,用g表示,其方向竖直向下,大小由多种方法可测定。为了便于计算,地球重力加速度近似标准值通常取为980cm/s2或9.8m/s2。在月球、其他行星或星体表面附近物体的下落加速度,则分别称月球重力加速度、某行星或星体重力加速度,月球表面的重力加速度约为1.62m/s2,约为地球重力加速度的六分之一,土星表面的重力加速度与地球差不多。

地球上的重力加速度是万有引力产生的加速度和地球自转产生的等效离心力的加速度的矢量和。当物体距地面高度远远小于地球半径时,等效离心力相比较小,如果不考虑的话,只有万有引力产生的加速度,那就是地球上每一点重力加速度的大小都相等。在解决地球表面附近的问题中,通常将g作为常数,在一般计算中可以取g=9.80米/秒^2。重力加速度的数值随海拔高度增大而减小,在离地面高度较大时,重力加速度g数值显著减小,此时不能认为g为常数。

事实上,由于重力是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的向心力,在考虑到地球自转和地球是两极稍扁的椭球体,不同纬度的重力加速度会不同。在近代一些科学技术问题中,需考虑地球自转的影响,重力加速度g不再是一个常数,而与海拔高度、纬度以及地壳成分、地幔深度密切相关。物体所处的地理位置纬度越高,圆周运动轨道半径越小,需要的向心力也越小,重力将随之增大,重力加速度也变大。由此可知,北极(或南极)的重力加速度大,赤道附近的重力加速度小。

最早测定重力加速度的是伽利略。测量重力加速度的另一方式是阿脱伍德机,1784年,G.阿脱伍德将质量同为Μ的重块用绳连接后,放在光滑的轻质滑车上,再在一个重块上附加一重量小得多的重块m。这时,重力拖动大质量物块,使其产生一微小加速度,测得a后,即可算出g。1888年,法国军事测绘局使用新的方法进行了g值的计量。1906年,德国的库能和福脱万勒用相同的方法在波茨坦作了g值的计量,作为国际重力网的参考点,即称为“波茨坦重力系统”的起点,其结果为g(波茨坦)=9.81274m/s2。根据波茨坦得到的g值可以通过相对重力仪来求得其他地点与它的差值,从而得出地球上各地的g值,这样建立起来的一系列g值就称为波茨坦重力系统。国际计量局在1968年10月的会议上推荐,自1969年1月1日起,g(波茨坦)减小到9.81260m/s2。根据上述修正了的波茨坦系统,在地球上的一级点位置的g值的不确定度可小于5×10-7。

重力加速度的测定,对物理学、地球物理学、重力探矿、空间科学等都具有重要意义。比如,地球物理学中应用g值预测地震,要求在研究中观测重力长期的细微的变化,即所谓g的长度;这种变化可能是由于地壳运动,地球的内部结构和形状的演变,太阳系中动力常数的长度以及引力常数G的变化等等。观测这些变化要求g值的计量不确定度达10-8至10-9量级。观测g值的变化可能对预报地震有密切的关系。据有关方面报道,七级地震相对应的g值变化约为0.1×10-5m/s2。目前,许多国家都在探索用g值的变化作临震预报。在重力探矿方面,利用地下岩石和矿体密度的不同而引起地面重力加速度的相应的变化,根据在地面上或海上测定g的变化,就可以间接地了解地下密度与周围岩石不同的地质构造、矿体和岩体埋藏情况,圈定它们的位置。