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地球の重さはどうやって量る?
伊能忠敬は、地球の大きさを測りたい一心で、16年間かけて日本中を歩き回り、日本地図を作成したそうです。 地図の場合はがんばればなんとかなります。 しかし、地球の重さを量るにはどうすればいいでしょうか? 地球の内部のことが分からないですね。 科学者はどうやって地球の重さを決定しているのでしょう。 また惑星などの重さも決定しているようですが、それは正確なものなのでしょうか?
- yoshinobu_09
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(続) 太陽の質量も、地球が 365日なにがし で回ってることから計算してます。 月も火星も、探査機が回る時間を測って計算してます。 >> それは正確なものなのでしょうか?<< では、 月の公転 = 27.32166日 月の距離 = 約38万4000キロメートル 引力定数 = 6.6726×10^-11 Nm^2Kg^-2 より、 月の速度 = 2π×38,4000,000/(27.32166×24×60×60) = 1022.093 m/s 地球質量 = 1022.093×1022.093×38,4000,000/(6.6726×10^-11) = (401.155×10^12)/(6.6726×10^-11) = 6.01197×10^24 kg 最新の地球質量は 5.972×10^24 kgなので、 差 = (6.01197-5.972)/5.972 = +0.0069 = +0.7% ウホホですね。 (さらに詳しく言うと この計算で求まるのは 月と地球の合計 です。)
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- Teleskope
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月を観て知る方法もあります。 R 地球を回る軌道の半径 T 一周する時間(公転周期。ほぼ1ヶ月です。) この二つを測ると、月のスピードが分かります。 V = 円周長さ/公転時間 = 2πR/T 人工衛星のスピードの計算と同じ式で 地球の質量がすぐ分かります。 M = RV^2/G Gは万有引力定数 他の惑星や 遠い星の質量は、この方法で実際に求めてます。
- marutarou
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万有引力は測定器ではかるというより、物理法則をつかって考えるものと思います。 f=GMm・r -2 (質量の積に比例して、距離の二乗に反比例する) 法則の中の、万有引力定数(G)は参考URLのキャベンディッシュさんの時代より、現代では正確な数字が出ています。 この定数の測定法などは、正直、難しすぎてよくわかりません。
お礼
ありがとうございます。 噛み砕いていうと「重力加速度」を測定すれば、地球の重さがわかるということは理解できました。
万有引力は重力加速度を測定すれば求まります。 重力加速度は真空中の物体の落下速度を測定すれば求まります。 詳細に知りたい場合は下記URLをお読み下さい。
お礼
ありがとうございます。 URLの内容ちょっとわからなかったです。 >軽い棒の中心に針金をつるし、棒の両側には2個の軽い鉛の玉をつけ、この玉に小さな力を作用させて、針金のねじれを測定しました。 「小さな近さを作用させて」とは?
補足
間違いました。 No.3の人に対するお礼をかいてしまいました。 失礼しました。
- marutarou
- ベストアンサー率27% (51/183)
参考URLで申し訳ありません。8番を参照してください。 物理法則から求めます。 地学で、地球の円周を求めて人の話なども勉強しましたが、世の中には頭のいい人がいますよね!(笑)
お礼
ありがとうございます。 >AとBとの間に働く万有引力を測ります どうやって量るのでしょうか? 万有引力測定器とかあるのでしょうか?
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お礼
ありがとうございます。 万有引力の法則、あなどれませんね。