Як зважили землю - студопедія

Перш за все необхідно пояснити зміст виразу: «зважити Землю». Адже якби навіть було можливо звалити земну кулю на які # 8209; небудь ваги, то де ж ваги ці встановити? Коли ми говоримо про вагу який # 8209; небудь речі, то по суті мова йде про ту силу, з якою річ ця притягується Землею або прагне падати до Землі, до її центру. Але сама # 8209; то наша Земля не може ж падати на себе! Тому говорити про вагу земної кулі безглуздо, поки не встановлено, що треба розуміти під цими словами.

Сенс слів «вага Землі» може бути тільки такий. Уявіть, що з Землі вирізали куб в метр висоти і зважили. Вага цього куба записали, а сам куб помістили на колишнє місце; потім вирізали сусідній кубічний метр і теж зважили. Записавши вага другого куба, встановили його на своє місце і вирізали третій. Якщо перебрати так один за одним всі кубічні метри, з яких складається наша планета, зважити їх поодинці, а потім все їх ваги скласти, ми дізнаємося, скільки важить все речовина, що становить земну кулю. Коротше сказати, вступаючи зазначеним чином, ми зважили б Землю.

Само собою зрозуміло, що на ділі виконати таку роботу немислимо. Якби ми навіть могли ізрить всю поверхню земної кулі, то забратися в його надра ми не в силах. Ніде ще людина не вкопують у землю глибше 4 кілометрів, - але ж до центру земної кулі понад 6 000 кілометрів ... Чи означає це, що людям треба відмовитися від надії дізнатися вагу своєї планети? Існує, однак, непрямий шлях для зважування земної кулі. Учені пішли цим шляхом і досягли повного успіху. Ось в чому полягає цей непрямий шлях. Ми знаємо, що вага речі є сила, з якою ця річ притягується Землею. Один кубічний сантиметр води притягується Землею з силою одного грама (адже він важить один грам). Якщо ми візьмемо НЕ кубічний сантиметр води, а кубічний метр води, що містить води в мільйон разів більше, то він буде притягатися в мільйон разів сильніше: його вага буде 1 000 000 грамів, т. Е. Одна тонна. Але тяжіння між зважувати річчю і Землею залежить також від кількості матерії в ній, і якби наша планета містила в собі речовини в мільйон разів більше, один грам важив би на такий Землі цілу тонну. І навпаки, якщо б Земля укладала в мільйон разів менше речовини, вона притягувала б всі речі в стільки ж разів слабкіше, і тоді один грам важив би на такій планеті тільки мільйонну частку грама.

Непрямий шлях зважування Землі полягав у тому, що вчені виготовили як би крихітну Землю і виміряли, з якою силою вона притягує до себе 1 грам речовини. Зроблено це було приблизно так. До одній чашці дуже чутливих і точних ваг підвішується кулька, і ваги врівноважуються гирею, поставленої на іншу чашку. Потім під першу чашку підводять великий свинцева куля, вага якого точно відомий. При цьому виявляється, що ваги виходять з рівноваги: ​​велику кулю притягує до себе маленьку кульку, підвішену до чашки ваг і змушує її опускатися. Щоб знову зрівноважити ваги, потрібно на іншу чашку покласти невеликий додатковий грузик. Цей додатковий грузик і вимірює ту силу, з якою велику кулю притягує до себе маленький. Ми можемо тепер сказати, у скільки разів сила тяжіння земної кулі більше, ніж сила тяжіння свинцевого кулі. Але це ще не означає, що в стільки ж разів Земля важче свинцевого кулі: треба взяти до уваги і те, що підвішений кулька відстоїть від центру Землі на 6 400 кілометрів, а від центру свинцевого кулі - всього лише на кілька сантиметрів. Вченим в точності відомо, як слабшає сила взаємного тяжіння зі збільшенням відстані; тому вони змогли врахувати вплив відмінності відстані в нашому випадку і визначити, у скільки саме раз земну кулю містить в собі більше кілограмів речовини, ніж свинцевий. Коротше сказати, вони могли дізнатися, скільки важить Земля. А саме: дізналися, що Земля важить круглим числом шість тисяч мільйонів мільйонів мільйонів тонн:

6 000 000 000 000 000 000 000 тон.

Якби ми відважували таку масу на вагах і кожну секунду клали на чашку мільйон тонн, то знаєте, скільки часу повинні були б ми без упину, день і ніч, працювати, щоб закінчити таке відвантажує? Двісті мільйонів років! Але ж один мільйон тонн у багато разів важче найважчих споруд, зведених руками людини. Ейфелева вежа важить всього 9 000 тон, а кораблі # 8209; велетні - лінкори і плаваючі пасажирські палаци - не важчі 30-50 тисяч тонн.

Тим дивніше повинна нам здаватися наукова винахідливість людини, який зумів виміряти цей жахливий вантаж, зумів зважити ту планету, на якій він живе.

Звичайно, насправді досвід був обставлений не так просто, як ми зобразили. Щоб зробити його суть зрозуміліше, нам довелося спростити його, відкинувши всі подробиці. Тяжіння свинцевого кулі настільки слабо, що для його виявлення і вимірювання потрібен був цілий набір дуже точних і складних інструментів, пристрій яких становить інтерес тільки для тих, хто має намір і має можливість сам повторити цей досвід.