科普下重力加速度与纬度的关系是什么
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什么是重力加速度?
如果让一石块和铁球从同一地点、同一高度、同时由静止开始自由下落,可以观察到,两物体的速度都均匀的增大而且变化情况完全相同,它们最终同时到达地面。这种现象说明,在地球上同一地点做自由落体运动的所有物体,尽管具有不同的重量,但它们下落过程中的加速度的大小和方向是完全相同的。这个加速度称为自由落体加速度,是由物体所受的重力产生的,也称为重力加速度,通常用字母g来表示。
重力加速度是矢量,它的方向总是竖直向下的,它的大小可以用实验方法求出。实验证明:重力加速度的大小随其在地球上地点的不同而略有差异。例如在赤道上g9。780ms2,在北极g9。832ms2,在北纬45deg;的海平面上g9。807ms2,在北京g9。801ms2等。通常在没有明确说明的时候g取9。80ms2。在进行粗略的计算或有说明时可以把g取作10ms2。
在地球上同一地点,重力加速度是一个恒定的矢量。这就决定了自由落体运动实质上是一个初速度为零的匀加速直线运动。
为什么纬度越高,重力加速度越大
地球不是正圆形的,而是椭圆形的。总的来说,地球极半径要小于赤道半径。这可以认为是地球绕地轴自转,赤道上的物质受离心力的缘故。
地球两个极点上,万有引力重力GMmRsup2;mg,也就是说重力加速度gGMR。随着纬度下降(即朝着地球赤道方向走,具体说就是北半球向南走,南半球向北走),R变大(R是地球表面物体与地心之间的距离)故g减小。
还有一个原因是地球自转,除了两极点不受影响之外,其它地方的重力实际上是万有引力的一个分力,以地平线为横坐标,铅垂线为纵坐标,将万有引力进行正交分解,铅垂线上的分力就是重力。由于这个作用,g就更小了。
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