引力和质量
图2 万有引力作用受物体质量的影响(一个质量为1单位的物体对一个质量同为1单位的物体的吸引力是1单位,一个质量为2单位的物体对一个质量为1单位的物体的吸引力是2单位,一个质量为3单位的物体对一个质量为2单位的物体的吸引力是3×2=6单位,以此类推)
物体之间相互吸引力能够达到多少呢?这取决于相互吸引的两个物体的质量有多大(如图2所示)以及两者相距的距离有多远,所以两者之间的吸引力可以小到微乎其微,当然也可以大到难以相信。
举例说明,有两个苹果,质量均为100克,两个苹果中心之间相距10厘米,它们之间的相互吸引力非常微弱,仅有微克。很明显,这个吸引力根本连一根头发都无法拉直,更不能使两个苹果之间的距离有丝毫减小。
再比如,两个距离相隔1米的成年人,两者之间的相互吸引力是毫克(详见附录1)。在我们日常的生活中,这微弱得甚至不能拉断一根蜘蛛丝的吸引力,根本无法引起我们的注意。一个人想要挪动一下位置,就需要克服鞋子底部和地面之间产生的摩擦力,一个65千克重的人,需要克服的摩擦力是20千克,是前面提到的两个人之间的相互吸引力的8亿倍。所以,在我们平日的生活中,无法感受到周围物体之间的相互吸引力,也就不是什么奇怪的事情啦!
不过,倘若摩擦力不存在的话,两个没有任何支撑的人悬浮在真空环境中,这时没有外力去阻碍两者之间的相互吸引力,所以,无论这两个人是否愿意,在吸引力的作用下他们之间的距离都会缩短。不过他们会以极其缓慢的速度相互靠近,因为两个人之间的吸引力实在是太微小了。
相互吸引的两个物体的质量增大,能够明显增加两者之间的吸引力。根据牛顿的万有引力定律,我们得知,两个物体之间的相互吸引力正比于两者质量的乘积,而同时与两者之间相隔的距离的平方成反比。据此来计算,两艘战舰,重量均为25000吨,当两者相距1千米,一前一后航行时,两者之间的相互吸引力能够达到4克。与前文提到的两个人之间的吸引力相比,这已经增大了十几万倍,然而,想要以此来克服水的阻力,使得两艘战舰之间的距离缩短,还差得太多。不过,即使所有的阻力都不存在,如此小的吸引力在1小时内也只能使得两艘战舰之间的距离缩小2厘米而已。
艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》中发表。
就山脉而言,也只有通过极为精确的测量才能发觉其引力。举一个例子,位于弗拉基高加索地区的悬锤,临近的高加索山会与其之间存在吸引力,从而使得悬锤偏离竖直位置37′。