地球上方到多少米的时候就没有引力了?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-16

引力是一种长程力,到哪都有,只是大小的问题,这从万有引力公式来看是显然的。但因为引力传播的引力波速度有上限,所以地球的引力实际上才传播到46亿光年之外。


r表示距离引力源(比如地球)的地方, 它是一个大于0的实数,理论上可以无限大 ,这样F就趋于无限小

M就是地球的质量,整个公式就是距离r米地方,质量为m的物体受到的引力大小。

但地球引力延伸到的地方和真正起作用的地方完全是两码事 ——说白了地球的引力理论上是延伸到无穷远出,但离地球一定距离之外,实际上地球的引力就不起作用了。

为什么?因为宇宙中到处有引力以及其他的基本力,它们互相有作用,又时刻变化着——比如地球附近的引力场就时刻变化着,其中月球的存在以及地球的自转或者绕日公转都能或大或小改变地球周围引力场的变化……总之很多,影响的区别在于或大或小而已。

其中,由地月构成的系统里,有五个引力特殊的地方,其中又有两个是最为特殊的— —在这里的东西,会保持在这里的倾向,并不会因为地球或者月球的引力而朝他们飞去,这就是拉格朗日点。

所谓的拉格朗日点,指的是受两大物体引力作用下,能使小物体稳定的点。

有问题请留言评论,谢谢。

引力是长程力,理论上任何一个物体的引力都作用于整个宇宙,所以说不存在地球上方多少米就没有引力的问题,只能说离地球多远的范围,地球引力的影响就不明显了。

这个引力影响不明显的距离肯定大于地球到月球之间的距离,因为月球就是被地球引力牢牢束缚而成为地球的卫星的,甚至被地球潮汐锁定,永远以相同的一面对着地球。

但这个距离也不会大于地球到另外一颗星球,比如金星的距离,否则金星就会受到地球引力的影响,两者轨道都会变得混乱。

事实上两个物体之间的引力与它们的质量乘积成正比,与两者之间距离的平方成反比。地球半径是6371公里,假如把一个物体在地球表面的引力算作1,而把它移到地球之外的某个地方,引力只有地球表面的万分之一,就算做几乎不再受地球引力影响的话,我们可以算出这个距离大约是63万公里。

但这个距离上的物体并不是不受地球引力作用,一个物体在这个距离上仍然可能被地球引力捕获,围绕地球运动。即使在奥尔特云这个离太阳最远约10万天文单位,两光年的地方,依然有冰微行星围绕太阳运行,你就可想象引力的作用距离有多大了。只是在这样的距离上,任何轻微的扰动都可能让物体脱离轨道,被弹出太阳系进入星际空间,或冲进内太阳系变成彗星。

所以地球引力的影响理论上可以到无穷远处,至于说多远才会变得不明显,那就要看物体的质量和两者之间的距离了。

一句话答案:到多少米都有引力。

要从根本上理解这个问题,其实反而不需要繁杂的讨论。

我们只需要理解引力的公式:

其中M和m分别是两个物体的质量。比方说在地球-人这个关系中,M就是地球的质量,m就是人的质量。

r就是距离,r^2就是r*r。而G就是一个系数。

学过基础的数学的朋友应该都知道,1/r^2会随着r的增加而减小,但永远不会等于零。

我们说「没有引力」,其实就是要求前面的式子等于零。

但数学告诉我们,这个值不论r多大(距离多远),都不会等于零。

有的朋友可能会问,如果我的距离达到了c*T呢?(c是光速,T是地球的年龄)

那确实,在这个地方,地球不会对你产生引力。

但问题是,你根本无法从地球上到达这个距离(根据现有的理论),因为只要你的速度低于光速,cT就永远大于你与地球的距离。

引力是无限的,太空中没有上下方,在地球的周围地球引力可以影响到无限远,只不过是随着距离的增大地球引力的影响也逐渐减弱,直到忽略不计。

引力是自然界中最普遍的一种力,叫万有引力。任何两个物体不管大小,都会产生相互拉扯的作用,现代物理学认为,这种拉扯作用是由于物体对时空造成扰动而产生弯曲所导致的。

但引力是宇宙中存在的四种作用力中最弱的,又是最长的力。这种弱一般很难感受到,只有大质量物体才比较明显,比如太阳吸引着行星围绕着它转。但引力影响距离之长可以延伸到无限远。

太阳的引力看得见摸得着的影响在半径1光年以上。

科学家假设了一个奥尔特云,这是一个球体云团,在距离太阳50000-100000个天文单位之间,那里聚集了太阳系形成初期残留的星云物质,呈球状分布,不断的生成彗星核。这个理论创立者之一,荷兰天文学家简·亨德里克·奥尔特估计,在那里有1000亿颗以上的彗星。

出了这个引力范围并不能说太阳的引力就没有了,而是越来越弱,随着靠近别的恒星或者天体,那里的引力渐渐加强了,太阳的引力就被忽略了。

2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们利用高级LIGO探测器,首次探测到了来自一个双黑洞合并产生的引力波信号,这次事件的引力源距离我们13亿光年,这些引力涟漪经过13亿年漫长时光,来到了我们地球,使LIGO设施4公里的长臂改变了一个质子直径的万分之一,相当于我们到比邻星4.22光年这么远距离变动了一根头发丝的尺度。

这个事件说明引力的影响之远,引力的影响之弱。这么弱的一丝影响竟被我们的科学家所捕捉到,难怪发现了引力波的几位科学家得到了诺贝尔奖。

我们地球引力的影响有多远呢?至少在38万公里的月球被地球拉扯着跑不脱。

地球上有三个宇宙速度,第一宇宙速度为每秒7.9公里,这是环绕速度,就是保持这个速度可以围绕着地球在轨道上运行,既挣不脱地球引力,也不会被地球引力拉下来;第二宇宙速度为每秒11.2公里,就可以挣脱地球引力飞向更远的深空。

第三宇宙速度为每秒16.7公里,是地球这个位置与太阳引力的关系,是脱离太阳引力的速度。

所以地球引力有多远这个题目是没有办法回答的,如果这个宇宙只有地球一个星球,走多远地球的引力都还存在,只是越远就会影响力越小。

百万公里后,地球加在一个100公斤物体身上的引力只有0.036牛,也就是3.6克的力,稍微一点力就能挣脱地球引力约束了。


引力是没有方向性的,可以理解为引力的范围是无限的,地球的引力只会随着距离的增加而减弱但永远不会消失,所以不管离开地球多远,地球的引力都作用在你身上。

牛顿最早把物体之间的引力归纳总结为吸引力,而且这个吸引力只和质量有关系,任何有质量的物体都有引力,但牛顿并不清楚引力的具体产生机制,后来的爱因斯坦在广义相对论中推断一切引力都是由时空弯曲引起的几何现象,爱因斯坦把宇宙空间想象成一张薄膜,质量大的天体会在膜上留下深深的凹陷,而质量小的物体在膜上留下浅浅的凹陷。

任何有质量的物体都会在空间中留下凹陷,虽然这种凹陷程度和物体的质量有关,但是小质量物体引发的凹陷也会在宇宙中一直存在,并不会随着距离而消失。

引力再小也不会消失,就好像不考虑任何因素单纯的往太平洋扔一个石头一样,虽然石头的质量非常小但也会引起全球海平面的上升,同样道理下引力的作用范围也是无限大。

虽然广义相对论解释了引力的产生机制,但是量子力学认为引力是粒子的交换形成的,也即是说存在“引力子”,但是人类至今没有找到它,可以说量子力学和相对论在引力的问题上有着不可调和的矛盾,这也促使科学家们进一步理解引力的奥秘。

地球上方到多少米的时候就没有引力了?

这个问题也许有些不好回答,因为平均距离38.4万千米外的月球就是在地球引力的作用下绕着地球转动,而且由于距离过近,月球已经被地球潮汐锁定导致一面永远朝向地球。

地月系潮汐锁定示意图

那表示38.4万千米之外仍然在地球的引力范围之内,而且引力还不小,但哪里才是地球引力鞭长莫及的地方呢?如果是地月系的话,应该是在地月系的L1点

为什么是L1点呢,因为地月系过了L1这个引力平衡点后就是月球的引力范围了,可以说在这个地月系里已经超出了地球的引力范围了,这个点是在距离地球和月球多远的地方呢?L1点在距离月球6.5万千米的地方,即在距离地球:平均距离38.4万千米-6.5万千米=31.9万千米

但地日系的情况又有些不一样,地日系也会有一个拉格朗日点

地日系的L1点靠近太阳侧,即可以认为已经离开了地球的引力范围,L1在距离地球150万千米的地方。

以上的说法有一些不太严谨是因为在太阳系内各个天体的引力作用是非常复杂的,因此只能认为在各个天体的拉格朗日点距离处作为分离点,为什么以L1作为分离点呢,因为这一点看起来非常容易理解,就如拔河,过了这点就输了。否则如果就如太阳的引力,如果没有半人马座南门二A星和B星的羁绊,南门二C星也一样可以被太阳的引力捕获。

可以这样说,所有抱数据说明的引力范围都是没有任何根据的。引力的范围,可以达到无限远。但这里有一点,引力效果的强弱是和距离成反比的。距离越近,引力越强,距离越远,引力越弱。就像磁铁,不懂自己把玩一下就知道了。但引力和质量成正比。天体质量越大,引力越强。

说到这,也许反驳话题就来了,那为啥像宇航员这些能够漂浮在太空不落到地球上,如果引力无限远,受到地球引力怎么还能漂浮。

事实上,宇航员在太空他不是静止的,是一个高速环绕地球运动的过程,只不过没有参照物,看起来好像完全没动静。在这个高速运动过程中,会与地球产生一个向心作用力(离心力)。这个力可以抵消地球引力,使其处于平衡状态。也就是失重。但不能说不受地球引力影响。不懂离心力你可以想想游乐园的旋转椅。当你坐在上面旋转起来,你会感觉自己有个向外抛飞的感觉,只不过被铁链束缚住了。月球离地球比宇航员远多了,照样被地球捕获作为卫星。它之所以也不撞进地球,同样也是公转时的向心力抵抗着引力。

速度到了一定程度,引力也是没办法的。所以由此诞生了第一,第二,第三等宇宙逃逸速度。达到这种速度就可以抵消引力作用,离开引力点。

利用引力与距离成反,与质量为正比这个知识点,也就很好解释为何太阳能够捕获八大行星,但为啥月球却是围绕地球公转。捕获八大行星是人家质量摆在那里。至于月球为啥是围绕地球公转而不是太阳,这个更好解释,因为相对太阳,月球距离太阳太远了,引力效果变弱。受到太阳引力没有受到离得近的地球引力强。

所以引力,就算是你离得在远,根本感觉不到它的存在了,也只能说引力由于距离变远,对你的吸引力微乎其微,但不能说没有。

理论上来说,地球的引力可以作用于无限远处,但真正抵达无限远处时,地球引力可以忽略不计了,这里的无限远并不是真正的无限远,而是足够远。

牛顿把引力理解为两个物体间的拉扯吸引力,爱因斯坦把引力理解为物体质量扭曲了周围的时空产生的几何作用。就像一个平坦的弹力床上放上一块大铁球,好比是地球,如果弹力床足够大,那么铁球下沉所导致的凹坑也足够大,并“辐射”相当远的地方,这就好比是引力。

从公式上来看:

引力与距离R的平方成反比,但是从数学结构来看,无论R是多么的大,这个F都不会等于0.

所以,并不存在抵达多远处就没了地球引力的问题,引力可以作用于无限远处,但引力作用会越来越小,直至可被忽略。

予人玫瑰,手有余香!

因为引力是长程力,从理论上来讲地球的引力范围可以到无限远处。大家也许对这个问题有些误解。有些人认为航天探测器飞到到太空上航天员就失重了,可能这里就没有引力了。其实并不是,失重是因为离心力抵消了引力。如果卫星减小飞行速度,它就会落回地球大气层。

大科学家牛顿发现万有引力定律,认为苹果瓜熟蒂落和月球的升落背后有相同的道理,以下是万有引力公式:
引力的大小从上述公式可以看出来,与两个天体间质量乘积成正比,距离平方成反比的。题中所问的地球的引力范围大体上可以看成R,引力一般都是指两个物体之间。

无论到多高处理论上都有引力的存在,因为无论多小你都可以从公式算出来,但是距离很远的时候引力就会越来越弱,不再是主要作用力,小到几乎可以忽略了。例如我们的邻居行星金星和火星一定也受地球的引力作用,但是在这个距离上引力作用不再明显了。

我曾写过一篇文章《世界引力原理》,其中详解了各种引力的产生原理与机制。针对你的这个问题,写的多了或许各位不一定能看懂,还是简述一下吧。


每个引力都有一势力范围,可受第三方引力势力及动力影响,地球的引力也是如此。


地球的引力场的“强势”范围已被水土石金等物资填充“垫高”,所有生命以阳光为动力源繁衍在“弱式”引力场边缘。说是“边缘”是指地球磁场的磁力即使没有任何第三方动力干挠也已无法吸引任何更小的物资。这个位置就是你所提问的“地球上方到多少米的时候就没有引力了?”,但如若精确到“米”只怕很难,关键是测量用什么做“砝码”,怎么设置“砝码”,还要考虑地球运动中的“顺逆风”因素。所以,即使以政府的力量,也无法给出一个精确的答案。

(但我们可以借助:)

但可以肯定的推论是,在地球“臭氧层”外,已不存在地球磁场的任何引力了。

我们可通过测量臭氧层的边缘来确定地球磁场的引力尽头。



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