重力为什么不指向圆心?书上说重力的方向竖直向下,那么这个竖直向下指的是什么?

Question

重力为什么不指向圆心?
书上说 重力的方向竖直向下,那么这个竖直向下指的是什么?

Answer 1

物体所受的重力,是由于地球对物体的吸引而产生的．但是严格说来,重力并不就是地球的引力．由于地球本身的自转运动,除了两极以外,地面上其他地点的物体,都随着地球一起,围绕地轴做匀速圆周运动．这就需要有垂直指向地轴的向心力．这个向心力只能由地球对物体的引力来提供．我们可以把地球对质量为m的物体施加的引力F分解为两个分力：一个分力f,方向指向地轴,大小等于物体绕地轴做匀速圆周运动的向心力；另一个分力W就是物体所受的重力：F＝f＋W．这个式子也可写成
W＝F＋f′
式中的f′＝-f,是以自转着的地球做参考系时引入的惯性离心力．
重力W与地球引力F在大小和方向上有多大差别呢?我们可以进行粗略的估算．根据力的关系,可以知道(式子比较复杂,懒得打出来了,自己思考一下吧!),
用重力的大小W来代替引力的大小F,相对误差最大不过0.3％．(哈哈,从这里我们可以知道其实地球自转需要的向心力相比于地球引力是很小的哦~)
sinθ最大=0.001 72(θ为重力和地球引力的夹角)
θ最大≈6
即用W代替F,方向的偏离不超过6′．
所以,在粗略的计算中,是可以用重力来代替地球引力的．
而地球引力的方向是指向地心的,故在平时我们就可以粗略地说重力的方向是指向地心的.
现在知道什么叫竖直向下了吧,就是指向地心的意思．