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地球为什么可以悬浮在空中?是什么力量托着它不往下掉的?

时间:2021-06-13 00:19:18

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地球为什么可以悬浮在空中?是什么力量托着它不往下掉的?

一个物体在没有支撑的情况下,总是会往下掉,这是自古以来我们就习以为常的一种自然规律。然而这种自然规律对于地球而言,似乎就有点不灵了,因为根据我们的理解,地球似乎是一个悬浮在宇宙空间中的球体。那么地球为什么可以悬浮在空中,是什么力量托着它不往下掉的呢?

其实这个问题,早在300多年前,伟大的物理学家牛顿就给出了答案,我们先来重新温习一下以前学习过的两条物理定律。

牛顿第一运动定律:在合外力为零的情况下,任何一个物体都会保持静止或者匀速直线运动的状态。

万有引力定律:任何两个具有质量的物体之间都存在万有引力,引力的大小与这两个物体的质量乘积成正比,而与它们之距离的平方成反比。

可以看到,地球上所有具有质量的物体,其实都一直在受到一个外力的影响,这个外力就是地球产生的万有引力。地球的质量高达60万亿亿吨,其产生的万有引力是很强大的,正是地球产生的万有引力,使地球上所有具有质量的物体都有一个向下掉的趋势。

对于地球上的同一个物体来讲,假如有另外的力与作用在这个物体上的地球引力互相抵消,那么这个物体所受的合外力就为零,这时它就可以悬浮在空中了。比如说我们常见的直升机,当它处于悬停状态时,就是利用螺旋桨产生的升力与地球引力互相抵消。

牛顿第一运动定律也适用于地球这种巨大的天体,在宇宙空间中,地球本来也应该保持静止或者匀速直线运动的状态,但它却一直受到一个强大外力的影响,那就是太阳的引力。

根据以上的描述,我们可以看到,其实地球也会往下掉,其掉落的方向就是太阳,那么地球为什么不会掉进太阳呢?我们先上图。

从上图可知,地球并不是静止不动,它和其他天体一样,都是一直在运动的。由于地球的运动方向并不是指向太阳,其本身的质量所造成的惯性就会驱使地球远离太阳,而太阳的引力又将地球紧紧地束缚住了,这就造成了一种动态的平衡,地球也就只有一圈接一圈地围绕着太阳公转了。

对于这种现象,我们可以引入“离心力”这个概念,所谓的“离心力”并不是真实的力,它只是物体惯性的一种表现。我们可以理解为,在地球围绕太阳公转的过程中,地球惯性所产生的“离心力”与太阳的引力方向相反,大小相等,其合力就为零,因此地球就可以一直保持一个匀速运动的状态了。

综上所述,地球其实并不是悬浮在空中的,它一直都受到了太阳引力的作用而往下掉,因为其自身的惯性与太阳引力之间形成了一个动态的平衡,所以地球才没有掉进太阳。而我们感觉到地球没有动,只是因为我们是以地球为参照物而已。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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