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地球重达60万亿亿吨,却能悬浮于太空中,为何不往宇宙深处掉?

送交者: 千里长征[☆品衔R3☆] 于 2020-09-18 8:56 已读 975 次  

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手拿任意一个物体,松手时它都会在重力的作用下掉落到地面上,这是我们都知道的一个物理常识。再看看地球,它却稳如泰山地悬浮于太空中,要知道它可是一个重量达到了5.965×10^24kg(约为60万亿亿吨)的庞然大物,为什么它就不会往宇宙深处掉呢?



十七世纪,物理学界出现了一个非常厉害的人物,他就是物理学的鼻祖--牛顿。曾经有一次,牛顿被一个苹果砸中了头部,他因此大受启发,经过不断地探索验证,后来提出了万有引力定律。此定律指出,宇宙中任何两个有质量的物体都会相互吸引,并且质量越大受到的引力也越大。



毫无疑问,地球和太阳之间也存在着相互作用的引力。由于太阳的质量比地球大得多,地球受到的来自于太阳的引力非常大,似乎随时都要被太阳吸引过去。所以,我们可以认为地球的“下方”即为它受到的太阳引力的方向(宇宙深处)。那么,本文的问题就变成了“地球为什么不会朝着太阳的位置掉落?”


其实这也不难理解,先从地球的起源说起。根据拉普拉斯的星云假说,太阳系是由一团高温、旋转的气体星云形成的。因冷却而收缩的气体星云越转越快,快到一定程度时其外缘便会抛出一个物质环。星云继续收缩,又会继续抛出物质环,如此反复,最后得到的物质环就各自汇聚成了行星,地球就是这么来的。



地球在诞生之初,就“继承”了气体星云的旋转角动量,同时地球又受到了太阳的强大引力作用,所以地球便围绕着太阳运动了。因为地球的角动量是守恒的,在真空环境的太空中又不会受到空气阻力的影响,所以地球能够不停地围绕着太阳旋转。太阳的引力很大,而地球之所以不会被吸引过去掉入太阳中,是因为地球绕太阳的运动速度足够快,高达约30公里每秒,如此快的速度可以抵消掉引力的作用。



为什么地球速度快就可以避免被太阳吸引过去?我们可以举个例子。在地球上沿水平方向连续发射炮弹,根据物理学中平抛运动的知识可以了解到,炮弹的初速度越大,飞行的距离也会越远。由于受到地心引力的作用,炮弹最终会落到地面上,但只要炮弹具备足够高的初速度,炮弹便能绕着球形地球转圈,如果没有空气阻力还会一直旋转下去,成为地球的卫星。而这个“足够高的初速度”,就是第一宇宙速度,约为7.9公里每秒。



同理,地球绕太阳的公转速度已经足够快了,而且太空中又没有空气阻力的存在,才使得地球不会掉入太阳表面。

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