科学|为什么把电子秤翻过来,不能测地球的重量?重量的意义到底是什么


北京联盟_本文原题:为什么把电子秤翻过来 , 不能测地球的重量?重量的意义到底是什么
记得上学的时候 , 老师讲卡文迪许利用扭秤实验测量地球质量的故事 。 当时有人自信地说:“那么费劲干嘛?把电子秤翻过来 , 不就可以测量地球质量了吗?”
相信不止有一个人曾经这样想过 , 但我们也都清楚地知道 , 这件事是非常荒谬的 。 那么 , 到底为什么这样不能测量地球的重量呢?重量的意义到底在哪里呢?

科学|为什么把电子秤翻过来,不能测地球的重量?重量的意义到底是什么
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首先我们要知道 , 重量的本质是什么 。
不论是电子秤还是其他的秤 , 说到底都是将一个物体放上去 , 通过重量形成的力将秤盘压下去 , 再通过电路或者是其他方式测量变化值 , 然后将变化值转换为对应的重量 。 所以说 , 这些秤直接测量的 , 其实是力 。 这个力的来源 , 就是被测物体的重力 , 而这个重力就是它与地球之间的引力的一个分量 , 与引力大小成正相关的关系 。 换句话说 , 这些秤所称量的 , 都是物体和地球之间的引力 。
所以 , 不论你正着放秤 , 还是把它翻过来 , 物体和地球之间的引力是不会变的 。 如果你单纯地把秤翻过来 , 它所测量的就是它自己和地球之间的引力 , 也就是它自身的重力 。
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【科学|为什么把电子秤翻过来,不能测地球的重量?重量的意义到底是什么】
我们知道 , 不同的星球有着不同的引力 。 如果你在木星大气层上空 , 就会感受到更大的引力;如果是登陆到月球 , 就会感受到更小的引力 。 既然体重的测量就是来自于引力对秤的影响 , 那么很显然 , 如果你把秤拿到木星或者是月球上测量自己的重量 , 也会发现自己体重发生了变化 。
别说是到其他星球了 , 即使是在地球的不同位置 , 你也会测出不同的重量来 。
有这么一个故事:在人类完全认识地球形状之前 , 有一批商船从北方国家运到赤道附近 。 结果 , 明明说好的重量 , 到了赤道就变少了 , 赤道附近的商人就说这些运输公司不厚道 。 双方争执不下 , 但最后事实证明 , 运输公司没有做任何不厚道的事 , 只是由于地球不同位置的重力大小有所不同 , 这才导致了在不同地区测量的重量不同 。

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由此可见 , 对于生活在相对比较小的范围内的人来说 , 不会受到太大的影响;但是如果放眼到更大的范围内 , 重量这个参数就显得那么不合理 , 甚至有点荒谬 。
因此 , 物理学上从来不谈一个物体的重量 , 而是用质量来描述 。 那么 , 质量又是什么呢?所谓的质量 , 就是表示一个物体所含物质的多少 。 或者说得夸张点 , 它代表的是一个物体内部含有微观粒子的多少 。
质量的确是与重量使用同样的单位 , 而且你的质量和你的重量也差不多 , 但这只是因为我们生活在地球 。 不论你去火星还是去月球 , 你的重量会变化 , 但质量永远不变 , 因为你体内所包含的物质就那么多 。 因此 , 质量给我们提供了一个完美的借鉴 , 它不会随着环境的变化而变化 , 只是与物质本身有关 。 这对于物理学的计算来说 , 就有了绝对的意义 。

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接下来的问题是:我们要如何衡量质量呢?
我们刚才说了 , 质量的单位和重量一样 , 它的国际单位是克 。 那么 , 1克的质量是多少呢?我们不可能拿着一个苹果 , 就定义说克的定义就是这个苹果的多少分之一 。 因为 , 世界上没有两个完全一样的苹果 , 这个大一点 , 那个小一点 , 克的定义却不能随意更改 。


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