據(jù)說(shuō),過(guò)去曾有一位外國(guó)商人,從地處西北歐的荷蘭漁民那里采購(gòu)了5000t魚(yú),用彈簧托盤(pán)秤(實(shí)質(zhì)上是一種量程大的彈簧測(cè)力計(jì))認(rèn)真、仔細(xì)地稱量,逐筆記錄、計(jì)算無(wú)誤后裝上輪船,乘風(fēng)破浪,千里迢迢運(yùn)送到靠近赤道的一個(gè)非洲國(guó)家的港口,卸貨時(shí)仍然用那臺(tái)彈簧托盤(pán)秤秤量交付,可結(jié)果卻令商人大吃一驚,這批貨竟然少了將近19t.
19t,這可不是一筆小數(shù)字.如此算來(lái),該人的經(jīng)濟(jì)損失是十分可觀的.但最令商人百思不得其解的是:這19t魚(yú)究竟到哪去了呢?裝卸過(guò)程中固然會(huì)有些損耗,但絕不可能有19t之多呀!檢查彈簧托盤(pán)秤,準(zhǔn)確無(wú)誤;運(yùn)輸過(guò)程中船未靠過(guò)岸,被偷也絕不可能.
究竟是誰(shuí)神不知、鬼不覺(jué)地“偷”走這么多魚(yú)呢?其實(shí),魚(yú)根本沒(méi)有少,這僅是地球跟這位商人開(kāi)了一個(gè)大玩笑而已.商人被地球“捉弄”了,自己卻還渾然不知.
那么,地球是如何“捉弄”商人,“偷”走商人近19t貨物的呢?
公正地說(shuō),商人之所以被地球“捉弄”,其主體原因還在于商人自身.
第一,他混淆了“物體所受的重力”與“物體的質(zhì)量”這兩個(gè)物理概念.我們知道,重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,它不僅有大小,而且有方向.而質(zhì)量是物體所含物質(zhì)(即通常說(shuō)的“材料”)的多少,它只有大小,沒(méi)有方向.當(dāng)物體的形狀、物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),物體的質(zhì)量不變.當(dāng)物體所處的地理位置發(fā)生變化時(shí),物體的質(zhì)量也不變.因此,我們說(shuō)“質(zhì)量是物體的一種物理屬性”.而重力是地球施加給物體的,不是物體本身所固有的.同一個(gè)物體在地球的不同位置所受到的重力往往是不同的.
第二,由于商人混淆了“重力”和“質(zhì)量”的物理概念,致使他選擇稱量魚(yú)的工具時(shí)也發(fā)生了錯(cuò)誤.他本該選擇磅秤等工具來(lái)稱魚(yú)的質(zhì)量,但他卻選用了彈簧托盤(pán)秤,而彈簧托盤(pán)秤稱量的是魚(yú)受到的重力,自然,他在地處西北歐的荷蘭稱得的魚(yú)重,到了靠近赤道的非洲某國(guó)家的港口,仍用原來(lái)的彈簧秤稱量時(shí),就會(huì)發(fā)生這些魚(yú)所受的重力變小而無(wú)故“被盜”的現(xiàn)象.
為什么同樣多的魚(yú)從西歐的荷蘭運(yùn)送到赤道附近就會(huì)發(fā)生稱重“變小”的現(xiàn)象呢?我們知道,雖然物體所受到的重力與物體的質(zhì)量是兩個(gè)不同的物理量,但它們之間是有密切聯(lián)系的.大量實(shí)驗(yàn)研究表明,物體所受重力的大小與其質(zhì)量成正比,二者的關(guān)系式為:G=mg.式中g(shù)表示物體所受重力與質(zhì)量的比值.在一般情況下,g值是個(gè)常量.但科學(xué)家們經(jīng)過(guò)精確測(cè)量發(fā)現(xiàn),地球上同一地點(diǎn)的g值一定,但不同地點(diǎn)的g值大小是稍有差異的.下表給出了赤道、北極和一些城市的g值大小:
觀察、分析表中數(shù)據(jù),你會(huì)發(fā)現(xiàn):
(1) g值相差最大的兩地是赤道和北極(赤道處g值最小,北極的g值最大).
(2)g值相差最小的是武漢和上海(兩地的緯度接近)
(3)g值的變化規(guī)律是:隨地球緯度的增加,g值的大小在增大.
由此我們可以推斷,地球的緯度可能是引起g值變化的原因.
荷蘭地處北緯50°~60°之間,設(shè)那位商人購(gòu)魚(yú)處位于北緯52°53′處,該處的緯度最接近莫斯科的緯度值,其g值可取為9.814N/kg,則每千克物體所受的重力在該處與赤道就會(huì)相差:9.814N
-9.780N=0.034N,那么5000t魚(yú)所受的重力就會(huì)相差:0.034N/kg×5×106kg=1.7
×105N,再加上裝卸過(guò)程中的損耗, “少”了19t魚(yú)自然也就不足為怪了.
明白了上述道理,顯然,我們是不能怪罪地球跟商人開(kāi)這么大的玩笑的,重要的是我們應(yīng)該從中吸取教訓(xùn),總結(jié)經(jīng)驗(yàn).俗話說(shuō)“吃一塹,長(zhǎng)一智”,說(shuō)的就是這個(gè)意思.
除了地球緯度會(huì)影響g值大小之外,地質(zhì)情況的變化也會(huì)對(duì)g值的大小產(chǎn)生影響.比如說(shuō):在蘊(yùn)藏石油、天然氣的礦區(qū),g值會(huì)有微小的變化.中央電視臺(tái)曾報(bào)道:我國(guó)開(kāi)始航空測(cè)量東海區(qū)域的重力場(chǎng),以便為探礦取礦找到第一手資料.其實(shí)質(zhì)就是測(cè)量不同地點(diǎn)的g值的大小.
由于g值隨地理位置而變化,那么g值的變化會(huì)對(duì)我們的日常生活、生產(chǎn)造成哪些影響呢?g值的變化又有哪些應(yīng)用呢?比如說(shuō):飛機(jī)從北極飛往赤道,因?yàn)間值隨緯度的變化而變化,飛機(jī)飛行過(guò)程中受到的重力也在變化,因而飛行員要調(diào)整飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,以調(diào)整飛機(jī)受到的升力,保證飛機(jī)正常飛行.
同學(xué)們,g值的變化是由于地球緯度的變化引起的,它對(duì)于日常生活、生產(chǎn)的影響、應(yīng)用還有很多,有許多奧妙等待我們?nèi)ヌ剿?