在地球上60公斤的人在月球上有多重?
先明确两个物理概念。物体所含物质的多少叫做质量,国际单位制中基本单位是千克(kg),在我国俗称公斤。地面附近的物体由于地球吸引而受到的力叫做物体的重力,简称为物重,国际单位是牛顿,简称牛(N)。很显然,质量与重力是不同的两个物理量,另外,在生活和贸易中,质量习惯称为重量,比如说人的体重是多少,就是指的质量。
看一下题主的问题,“60公斤”无疑是质量,“在月球上有多重”,按习惯理解也是质量。那么,答案很明确:60公斤。因为质量是物体本身的一种属性,不随物体的状态、形状、温度而变化,也不随物体所处的空间位置而变化。问题是很容易将质量与重力混淆,要引起足够的重视。顺便说一下,如果是重力,地球与月球是不同的,60公斤的人在地球上受到的重力G地=mg=60kg×9.8N/kg=588N,因为月球的引力是地球引力的1/6,所以,60公斤的人在月球上受到的重力G月=1/6G地=1/6×588N=98N。
质量和重量是两个不同的物理量,但一直以来都在地球上生活我们并没有将两者严格区分开来,在物理学中质量是描述物体惯性的性质,除非物体以近光速运动否则质量是永远都不会发生变化,而重量是随着引力强度变化的,在地球上的我们不可能抱起卫星,但在地球引力微弱的近地轨道上就可以。
物理学以外的日常生活中质量和重量表述的是同一种东西,但月球这个天然卫星因为质量太小而导致其引力强度只有地球的六分之一,在地球上一个人呈现60公斤重量但在月球上就只有10公斤了,不过这个人的质量仍然没有变化。
如果用爱因斯坦广义相对论的质量导致时空弯曲来表述的话,地球的质量在时空中压出的凹陷要远大于月球,因为前者的质量远胜于后者,但如果月球的核心是一个强吸铁石的话,在地球上称出1斤的铁块在月球上完全可以称出10斤来,但月球的质量又远不及地球。
举上面那个不怎么恰当的例子的目的就是为了说明重量的不靠谱,一般情况下它完全是根据引力变化而变化的,而质量相同的两个物体在空间中压出的凹陷是完全相同的。
所以说质量是基本不变的,在地球上60公斤的人在月球上表现出了10公斤的风采只不过是因为引力变化罢了。
火星的引力为地球的五分之二,月球是六分之一,30公斤质量的物体在地球上重量为30公斤,到月球重量就是5公斤,到火星上重量就是12公斤,而如果到木星上的话重量就是75公斤了,因为木星引力强度是地球的2.5倍。
未来的月球很有可能将成为人类太阳系探索活动的跳板,飞船很轻松就能在弱引力月球上实施起降和组装,但美中不足的是弱引力环境下的人类骨骼会产生变化,未来在月球上出生并长大的人类一旦回到地球将无法适应地球的“强”引力环境。
引力究竟是怎么来的?为什么有些人认为有质量的物体一定有引力?
与正负电荷的电磁力基本特性不同,万有引力是由电子做绕核运动,形成内部超真空状态下的原子体对外形成真空强度差时,所产生的真空连通效应,是电磁力的间接反应方式。一一一一每个原子体就是一个微真空单元。在量子范畴下,真空是无孔不入无处不连通的,原子间相互都是一个个天然的真空连通器,正是这些特点,使小至原子,大到天体之间,形成一个个吸附效应,既引力。
卡文迪许的扭称实验只是简单揭示了引力的存在,并没有解释引力产生的根本原因。
把卡文迪许实验中的大铁球换成同体积的空心球,1,把它抽成超真空再做实验,你就会发现,它和实心球体的引力基本相当,2,而如果把整个实验室抽成超真空状态,你就会更惊讶的发现,卡文迪许两引力实验基本失效,联系到太空引力减小,种种数据指明,质量只是引力不可或缺的一个物质前提,原子体间微真空连通吸附效应才是引力的来源,广义相对论时空弯曲之于引力是一毛钱的关系也没有。
空间是由无数离散的量子构成的,物质是有一定数量的高能量子组成的封闭体系。任何物质的封闭性都是小于1的,会使外部空间形成热的量子梯度分布即引力场。当两物质接近时,两物质之间的空间量子会拥有较高的能量从而使两物质内侧的封闭性小于其外侧的封闭性。于是,两物质外侧的空间压力大于两物质内侧空间的斥力,两者的力差就是万有引力。由此获得的答案是,任何物质的封闭性都小于1,导致量子空间的不对称分布;以及任何物质的封闭性都大于0,可以使物质感受到量子空间的对称性破缺,即任何物质都具有形成引力场的能力。