地球的质量是怎么计算出来的？

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谢邀。地球的质量。利用科学技术。根据地球的大小。单位面积。估算出地球的质量。

其他观点：

其实我们百科所查到的地球质量是经过严格计算出来的结果。其中考虑了许多影响因素。可能原理不复杂。但是计算量却很大。因此这里我主要讲一种。普通人利用身边的工具。简单粗略测量地球质量的方法。

需要测量的物理量

测量任何一个数据前。我们都要想清楚到底是直接测量还是间接测量。例如我们量水的毫升数。物体的重量。物体的个数等都属于直接测量。但是像地球的质量这类问题显然是无法直接测量的。

我们时时刻刻都站在地球表面受着地球的引力。因此我们就不妨用万有引力定律来计算。因为是粗略计算。我们简单认为万有引力完全提供重力。

也就是GMm/r^2=mg化简就能得到

M=gr^2/G (1)

在已知万有引力常数的情况下。我们需要测量的物理量就是重力加速度g 和地球半径r 。

重力加速度g的测量

这种方法相信大家中学物理实验已经做过很多次了。所以很简单这里就不过多阐述了。

地球半径的测量

首先选择一处视野开阔。地势平坦的地方。最好是大草原或者海边这种。面对太阳躺下。在太阳完全消失在地平线的时候按下秒表。并立马起身。你会看到太阳还没下山。等再次太阳消失在地平线时停止秒表。

那么怎么测量地球半径呢?原理图给大家放在下面。从这个图我们能得到一个关系式:

还记得我们的秒表吗？没错由于地球每24小时自转360度。所以t /α=24×3600/360就是α的数值。因此我们的半径也就可以知道了。

将重力加速度和地球半径带入(1)式。我们就可以近似得到地球的质量。

再次强调下。这种方法只是我给大家提供的一种自己测量地球质量的简单方法。并不是说古代就是用这种方法测量的。同样这种方法虽然有误差。但是计算出的结果误差并没有那么大。

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其他观点：

地球的质量是通过万有引力定律计算出来的。目前公认的数值是5.965×10^24kg。

第一个计算出地球质量的人是英国科学家卡文迪许。就是测量地球重力值的那个人。他生活于18世纪。在17世纪时。地球的大小已经基本确认。而地球的质量已经成为一个当时非常想知道的科学数据。很多人开始试着计算地球的质量。但是由于方法问题。得出的结果差异都很大。当时计算出的地球质量为5.3×10²¹克。与实际的差异相差太大了。

直到在1687年。牛顿发现了万有引力定律。这个计算出地球质量的想法才有了可能。不过。首先要确认的就是万有引力常数。只有这个数确认了。才可以精确计算出地球的质量。

在17世纪到18世纪期间。很多人试图测定万有引力常数。但很多人失败了。而最终这项荣誉留给了卡文迪许。

卡文迪许设计了一个扭秤机构。精确测量出了万有引力常数。这个数值与今天的数值相差无几。随后在1798年。卡文迪许公布了他据此计算出的地球质量。

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