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地球自转与重量增减

王金甲 (wangjinjiag@sohu.com) 上传2007.07 浏览250


有一个故事,在几百年前,一个由10艘满载鱼的船组成的庞大船队从芬兰航行到赤道附近的非洲中部。在启航时称鱼的重量为5400多吨,航行到目的地后,再次称量,鱼竟变成了5200多吨。这是船长和船员们感到非常惊异,不知是何缘故。在航行的过程中,船员都一丝不苟地护送货物,鱼不可能掉入大海中,也不可能被偷走。最后才知道,这是由于赤道比两极万有引力小的缘故。很多人都听说过这个故事,不知道注没注意到故事中的几个问题。

其一,用什么秤称都会有这样的结果吗?事实上,不能够使用普通的带有砝码的秤,必须使用弹簧秤,并且这个弹簧秤是船员从芬兰带来的(刻度数是当地的)。不然的话,就不会有误差,因为货物变重了,砝码也同样变重了,不同地点的弹簧秤刻度数也随之变化。

其二,真会产生这么大的重量差吗?

的确,离赤道越远,重力的确会越大。它的原因是,在地球转的时候,在赤道上的物体所绕的圆周最大,同时也由于在赤道附近地球是凸出的。重量的短少主要是由于地球的自转,它使在赤道附近的物体的重量比同一物体在两极的时候轻。 但把很轻的物体从一个纬度搬到另一个纬度,重量上的差别是很小的,最大只有1/290。可是对于庞大的物体,这个差别可以达到很大的数字。你也许想不到,譬如一艘轮船在莫斯科重60吨,到了阿尔汉格尔斯克会增加 60公斤;而到敖德萨会减轻60公斤。从斯匹次卑尔根群岛每年要向南方各港埠运出煤300,000吨。假如这些数量的煤运到赤道上的某一个港埠,那末我们用从斯匹次卑尔根带来的弹簧秤来称它的时候,就会发现它已经减少了1200吨。一艘在阿尔汉格尔斯克重20,000吨的战舰,到了赤道附近的水面上,大约会减轻80吨。但是这并没有人能够觉出来,因为一切别的物体也相应地减轻了;海里的水当然也不例外。

再回头看这个故事,其显然夸大了数据。从这两点看,这个故事在现实中并不会发生。但对两极弦动到赤道的板块和赤道弦动到两极的板块却影响很大。在两极拥挤、倾斜、叠层、熔融沉降,而在赤道膨胀开裂。

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