地球的重量有多少？ 如何算出？
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牛頓的另一偉大貢獻(xiàn)是他的萬(wàn)有引力定律，但是萬(wàn)有引力到底多大？ 18世紀(jì)末，英國(guó)科學(xué)家亨利·卡文迪許決定要找出這個(gè)引力。他將兩邊系有小金屬球的6英尺木棒用金屬線懸吊起來(lái)，這個(gè)木棒就像啞鈴一樣。再將兩個(gè)350磅重的鉛球放在相當(dāng)近的地方，以產(chǎn)生足夠的引力讓啞鈴轉(zhuǎn)動(dòng)，并扭轉(zhuǎn)金屬線。然后用自制的儀器測(cè)量出微小的轉(zhuǎn)動(dòng)。 測(cè)量結(jié)果驚人的準(zhǔn)確，他測(cè)出了萬(wàn)有引力恒量的參數(shù)，在此基礎(chǔ)上卡文迪許計(jì)算地球的密度和質(zhì)量。卡文迪許的計(jì)算結(jié)果是：地球重6.0×1024公斤，或者說(shuō)13萬(wàn)億萬(wàn)億磅
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1750年，英國(guó)19歲的科學(xué)家卡文迪許向這個(gè)難題挑戰(zhàn)。那么，他是怎樣稱出地球的重量的呢？卡文迪是運(yùn)用牛頓的萬(wàn)有引力定律稱出地球重量的。根據(jù)萬(wàn)有引力定律，兩個(gè)物體間的引力與兩個(gè)之間的距離的平方成反比，與兩個(gè)物體的重量成正比。這個(gè)定律為測(cè)量地球提供了理論根據(jù)，卡文迪許想，如果知道了兩個(gè)物體之間的引力和距離，知道了其中一個(gè)物體的重量，就能計(jì)算出另一個(gè)物體的重量。這在理論上完全成立。但是，在實(shí)際測(cè)定中，不必須先了解萬(wàn)有引力的常數(shù)K。 卡文迪許通過(guò)兩個(gè)鉛球測(cè)定出它們之間的引力，然后計(jì)算出引力常數(shù)。兩個(gè)普通物體之間的引力是很小的，不容易精確地測(cè)出，必須使用很精確的裝置。當(dāng)時(shí)人們測(cè)量物體之間引力的裝置用的是彈簧秤，這種秤的靈敏度太低，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。卡文迪許利用細(xì)絲轉(zhuǎn)動(dòng)的原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定引力的裝置；細(xì)絲轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，就能計(jì)算出兩個(gè)鉛球之間的引力。然后，計(jì)算出引力常數(shù)。但是，這個(gè)方法還是失敗了。因?yàn)閮蓚€(gè)鉛球之間的引力太小了，細(xì)絲扭轉(zhuǎn)的靈敏度還不夠大。靈敏度問(wèn)題成了測(cè)量地球重量的關(guān)鍵。卡文迪許為此傷透了腦筋。有一次，他正在思考這個(gè)問(wèn)題，突然看到幾個(gè)孩子在做游戲。有個(gè)孩子拿著一塊小鏡子對(duì)著太陽(yáng)，把太陽(yáng)反射到墻壁上，產(chǎn)生了一個(gè)白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移動(dòng)一個(gè)角度，光斑就相應(yīng)地移動(dòng)了距離。卡文迪許猛然醒悟，這不是距離的放大器嗎？靈敏度不可以通過(guò)它來(lái)提高嗎？ 于是，卡文迪許在測(cè)量裝置上裝上一面小鏡子。細(xì)絲受到另一個(gè)鉛球微小的引力，小鏡子就會(huì)偏轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度，小鏡子反射的光就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)相當(dāng)大距離，很精確地知道引力的大小。利用這個(gè)引力常數(shù)，再測(cè)出一個(gè)鉛球與地球之間的引力。根據(jù)萬(wàn)有引力公式，計(jì)算出了地球的重量，即為60萬(wàn)億億噸。現(xiàn)代測(cè)量的結(jié)果為59。76萬(wàn)億億噸。 。