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怎么测量地球的重量

怎么测量地球的重量

测量地球的重量可以通过万有引力定律来计算。根据牛顿的万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间距离的平方成反比。公式可以表示为:

\\[ F = G \\frac{m_1 m_2}{r^2} \\]

其中:

\\( F \\) 是两个物体之间的引力;

\\( G \\) 是万有引力常数;

\\( m_1 \\) 和 \\( m_2 \\) 是两个物体的质量;

\\( r \\) 是两个物体之间的距离。

对于地球和它的质量 \\( M \\),如果我们知道地球的平均半径 \\( R \\) 和地球表面的重力加速度 \\( g \\),我们可以使用以下公式来计算地球的质量:

\\[ G \\frac{M m}{R^2} = m g \\]

这里 \\( m \\) 是我们想要测量的物体的质量。通过重新排列这个公式,我们可以解出地球的质量:

\\[ M = \\frac{g R^2}{G} \\]

已知万有引力常数 \\( G \\) 大约为 \\( 6.674 \\times 10^{-11} \\, \\text{N·m}^2/\\text{kg}^2 \\),地球的平均半径 \\( R \\) 大约为 \\( 6371 \\, \\text{km} \\),地球表面的重力加速度 \\( g \\) 大约为 \\( 9.8 \\, \\text{m/s}^2 \\),我们可以计算出地球的质量:

\\[ M = \\frac{9.8 \\times (6371 \\times 10^3)^2}{6.674 \\times 10^{-11}} \\]

\\[ M \\approx 5.972 \\times 10^{24} \\, \\text{kg} \\]

这是地球的质量的测量值。这个值是通过多种实验和观测手段得到的,包括扭秤实验、卫星轨道测量和重力场探测等。

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