当存在物体(包括地球表面和电梯地板)可以放置并产生反作用的接触面时,就会产生法向力或者反作用力。在自由落体运动中,因为没有这样一个接触面,所以人就会感觉到失重。称重机是通过测量地球对当我们站在其表面时对其施加的力所施加的相等反向的力来测量物体质量的仪器。
图解 : 国际空间站上的宇航员失重
称重机是用来测量物体质量的仪器,其工作原理是当我们站在地球表面对其施力时,地球会施以我们与之等量反向的力,称重机通过测量这一反向力并采取“将所测的力除以g或9.8”的运算方式就可以确定物体的质量。要是你脚底附着称重秤从窗户往下跳,就像在断掉钢缆的电梯中一样,法向力无法产生,由于你和称重秤都在以同样的速度下降,因此指针在整个坠落过程中都不会发生偏转。
在图一和图三中,指针将不变:地球上的自由落体让你像是在外太空中一样失重。
最后,尽管重力会影响质量——这一点是显而易见的,但是当一个具有较大质量的人被一个具有更大质量的天体——即地球吸引时,质量是不变的。也就是说,如果你在地球上的质量是60 kg,那么在月球甚至是宇宙每个角落也都是60 kg。这是因为质量是物体的固有属性,而物体的重量却会随它所受的万有引力的大小而改变。例如,一个人自身体重60kg,他在地球上的重量是882 N,在月球上仅为145.8 N,在木星上约为2205 N。
这是因为,量仅仅是在万有引力的影响之下一个物体对另一个物体的拉力。由于物体的质量是恒定不变的,其重量是它加速的速率,即关于重力加速度的函数。要是像月球一样,物体自身的质量小于地球,那么其产生的拉力和由此产生的重量也会比地球上的小。对于质量大于地球的物体,比如木星,相应的也会更大。这是因为由重力引起的月球的加速度是地球的1/6,而木星则是地球的两倍多,当人站在它们表面上时,在各自的表面上产生的重量也是如此。
参考资料1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. scienceabc
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