جرم زمین چگونه اندازه گیری می شود؟

مشهور است که نیوتن از افتادن سیب از درخت الهام گرفت و قانون جهانی گرانش را کشف کرد . نیوتن نخستین پی برد که نیرویی که بر اشیاء مجاور زمین وارد می شود و سبب سقوط آنها می گردد از نوع همان نیرویی است که در منظومه شمسی بین خورشید و سیاره‌ها وجود دارد سپس نظر خود را تعمیم داد و قانون جهانی گرانش را به صورت زیر بیان کرد:

قانون جهانی گرانش

هر دو جسم یکدیگر را با نیرویی جذب می‌کنند که با حاصل‌ضرب جرم‌های آنها نسبت مستقیم و با مجذور فاصله آنها از هم نسبت معکوس دارد.
مثلا اگر دو جسم با جرم های  m₁ و  m₂  به فاصله r از یکدیگر قرار گرفته باشند، قانون جهانی گرانش درباره آنها به صورت زیر نوشته می‌شود:

F=G m₁ m₂ /r²  

در اینجا G ثابت جهانی گرانش نام دارد که نخستین بار توسط کاوندیش محاسبه شد.

شدت میدان گرانش

شدت میدان گرانش در هر نقطه از یک میدان گرانش عبارت است از نیرویی که بر واحد جرم واقع در آن نقطه وارد می‌شود و آن را با g نمایش می‌دهیم. مثلا شدت میدان گرانشی زمین در نقطه‌ای واقع بر سطح زمین به فرض این که تمام جرم زمین را در مرکز آن متمرکز فرض کنیم برابر است با:

g=F/m =G M/R²

M جرم زمین و R  شعاع آن است.

اگر رابطه فوق را به صورت:

M=g R² /G

بنویسیم با اندازه‌گیری g  (شتاب ثقل) و R شعاع زمین؛ می‌توانیم جرم زمین را محاسبه کنیم.
شعاع زمین به روش‌های مختلف قابل محاسبه است که یکی از ابتدایی‌ترین روش‌های اندازه‌گیری شعاع زمین منسوب به اراتستن است که 240 سال قبل از میلاد این روش را به کار برد.

گردآورنده: دنیاها، دانشنامۀ فارسی | www.donyaha.ir