Đăng nhập với Zalo
Đăng nhập qua Google
- Cộng đồng
-
Tin Vui Mỗi Ngày6 Thành viên · 7.845 Bài viết -
Người Truyền Cảm Hứng7 Thành viên · 2.391 Bài viết -
Lan Tỏa Yêu Thương6 Thành viên · 755 Bài viết -
Bài Học Cuộc Sống4 Thành viên · 5.077 Bài viết -
Sống An Lành4 Thành viên · 1.022 Bài viết -
Thế Giới Muôn Màu4 Thành viên · 4.345 Bài viết -
Góc Nhìn Tích Cực4 Thành viên · 1.480 Bài viết
Trái đất nặng bao nhiêu và làm thế nào để cân Trái đất bằng những quả cầu kim loại nhỏ?
Chúng ta có thể đo khối lượng của nhiều thứ trong cuộc sống này bằng cách sử dụng cân bàn, cân điện tử... Nhưng làm sao để đo trọng lượng của Trái đất?
Hai phương pháp đo khối lượng Trái đất từng được sử dụng
Trái đất là hành tinh thứ 3 trong Hệ mặt trời, được hình thành cách đây 4,6 tỷ năm và là hình tinh duy nhất có sự sống. Vậy hành tinh xanh này nặng bao nhiêu kg và giới khoa học đã làm cách nào để được được trọng lượng của Trái đất.
Theo tìm hiểu, từng 2 phương pháp chính để đo trọng lượng của Trái đất. Cách đơn giản nhất là đo trọng lượng của một đối tượng trên bề mặt Trái đất, sau đó suy ra khối lượng bằng công thức của Isaac Newton năm 1687 về định luật vạn vật hấp dẫn, kết nối khoảng cách và khối lượng của hai đối tượng với lực hấp dẫn mà chúng tạo ra.
Ở trong cuốn luận thuyết Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Các Nguyên lý Toán học của Triết học Tự nhiên) xuất bản năm 1687, ông đã mô tả về luật vạn vật hấp dẫn và đưa ra 3 định luật Newton, được coi là nền tảng của cơ học cổ điển, đã thống trị các quan niệm về vật lý, khoa học trong suốt 3 thế kỷ tiếp theo.
Từ phương pháp của Newton có thể thấy khối lượng của Trái đất là khoảng 6,102 x 10^24kg. Tuy nhiên, phép đo này chỉ là gần đúng, do vì Trái đất không hoàn toàn hình cầu nên bán kính không đồng nhất. Vậy nên, con số khối lượng này hiện chỉ được sử dụng như một tài liệu tham khảo.
Phương pháp thứ 2 được sử dụng dựa trên định luật thứ 3 của Kepler từ thế kỷ XVII. Johannes Kepler (1571 - 1630), là một nhà toán học, thiên văn học và chiêm tinh học người Đức. Là 1 trong những đại diện của cuộc cách mạng khoa học thế kỷ 17. Kepler được biết đến nhiều nhất bởi các định luật về chuyển động thiên thể mang tên ông. Phương pháp này kết nối các thông số quỹ đạo của vệ tinh Kepler từ thế kỷ XVII. Johannes Kepler (1571 - 1630), là một nhà toán học, thiên văn học và chiêm tinh học người Đức
Vào năm 1976, NASA đã đưa lên quỹ đạo một vệ tinh Lageos-1, là một quả cầu lớn bằng hợp kim đồng - kẽm được bao phủ với những mặt lõm phản xạ có đường kính 60 cm. Thời gian trễ giữa đường truyền và phản xạ của tia Laser được ghi nhận nhằm suy ra khoảng cách của vệ tinh với Trái đất gần như chính xác tuyệt đối giúp thiết lập được giá trị của khối lượng Trái đất chính xác 5,972 x 10^24 kg.
Thí nghiệm Cavendish: Cân Trái đất bằng những quả cầu kim loại
Trong các công trình nghiên cứu của Cavendish, nổi bật nhất là thí nghiệp giúp ông xác định khối lượng Trái đất. Ngày nay, giới nghiên cứu gọi là "Thí nghiệm Cavendish".
Thí nghiệm này được thực hiện vào năm 1797–1798: trên tiền đề rằng khối lượng của quả cầu kim loại đã được biết, giá trị của hằng số hấp dẫn có thể được tính bằng cách đo lực hấp dẫn lên quả cầu. Trên cơ sở nắm vững giá trị này và biết cường độ của lực hấp dẫn của Trái Đất, Cavendish đã sử dụng công thức Newton để suy ra khối lượng của Trái Đất khi đó chưa được biết đến.
Tuy nhiên, điều này nói thì dễ hơn làm. Vì lực hấp dẫn của các vật thể bình thường là cực kỳ yếu, nên nó sẽ phải sử dụng các vật cực nặng để hoạt động. Khi đó, Cavendish đã sử dụng một viên chì có khối lượng hàng trăm kg, và kết quả mà ông tính toán ra chỉ có chỉ sai số là 1%!
Theo tính toán, Cavendish cho rằng khối lượng của Trái đất là khoảng 6 × 10 ^ 24 kg. Sai đố tính toán của ông về khối lượng Trái đất khi tính bằng kg vẫn là cực lớn. Nhưng thời điểm đó, việc thực hiện thí nghiệm và tính toán như vậy đã là điều không tưởng.
Và theo thời gian, quy mô cuộc thử nghiệm đã được giảm bớt nhưng nguyên tắc vẫn được giữ nguyên. Khi những quả cầu được treo lơ lửng bị thu hút bởi một vật ở gần, nó sẽ kéo thanh nối với nó để di chuyển. Bằng cách đo góc quay, các nhà nghiên cứu có thể suy ra độ lớn của độ dịch chuyển và độ lớn của lực hấp dẫn.
Lần này, các nhà nghiên cứu Áo đã sử dụng 1 quả cầu vàng có dường kính là 2mm và khối lượng chưa đến 0,1g. Sau khi đo độ lớn của lực hấp dẫn, họ ước tính giá trị của hằng số hấp dẫn theo phương pháp của Cavendish.
Trên thực tế, thí nghiệm này có sai số lên tới 10% giữa khối lượng của Trái Đất được tính toán và khối lượng của Trái đất đã biết. Mặc dù sai số này có vẻ lớn, nhưng đây là lần đầu tiên người ta phát hiện ra lực hút yếu mà một vật thể nhẹ như vậy có thể tạo ra.
Thực tế, lý do khiến các nhà nghiên cứu đưa quả cầu nhỏ nư vậy vào thiết bị thí nghiệm không phải để tính toán khối lượng của Trái đất, mà là để xác minh xem định luật hấp dẫn có thực sự phổ quát hay không.
(Tổng hợp)
Xem thêm: Nhìn ngắm vẻ đẹp ngoạn mục của Trái đất từ không gian thông qua bộ ảnh NASA chụp lại
Đọc thêm
Các nhà nghiên cứu mới chỉ tìm ra các hành tinh có đặc điểm giống Trái đất chứ chưa tìm ra cái nào giống hoàn toàn về mọi mặt. Vậy, liệu Trái đất có phải là một hành tinh "đột biến" không?
Một nghiên cứu mới chỉ ra, cuộc đại tuyệt chủng cách đây khoảng 250 triệu năm do những vi khuẩn bé "thở" ra khí độc hại.
Theo các nhà nghiên cứu, Trái đất thật sự không gắn chặt với 2 lớp lõi bên trong, đã bị xoay nghiêng trong kỷ Phấn Trắng như một quả cầu lỏng. Bắc Cực đã chạy lung tung trong suốt 84 triệu năm qua.
Bài mới
Trong ngày cưới, người con trai đã chủ động trao tặng nhẫn vàng, kiềng vàng và bày tỏ lời cảm ơn, biết ơn vì công sinh thành, nuôi dưỡng, cũng như chúc phúc cho mẹ.
Dù chỉ mới 16,17 tuổi và không phải là những thợ xây chuyên nghiệp nhưng nhóm bạn trẻ đến từ Mỹ đã không ngại ngần xắn tay áo, khiêng gạch, trộn xi măng giúp người dân Quảng Ngãi xây nhà tình nghĩa.
Từ năm học 2025-2026 tới đây, 768.000 học sinh tiểu học ở Hà Nội, gồm cả công lập và tư thục, sẽ được hỗ trợ 20.000-30.000 đồng bữa ăn trưa mỗi ngày.
Nam sinh Nguyễn Mạnh Đức từng được biết đến với khoảnh khắc đưa em gái đến điểm thi nhờ anh chị tình nguyện viên trong hộ để vào thi lớp 10 đã trúng tuyển vào trường THPT top đầu Hà Nội.
Từ năm 2026, người dân sẽ được khám sức khỏe định kỳ miễn phí ít nhất một lần mỗi năm, theo dự thảo Nghị quyết của Bộ Chính trị đang được xây dựng.
Nhìn khoảnh khắc ông ngoại U70 chăm sóc cháu nhỏ từ bế ru, cho ăn, quấy cháu,… đến chơi cùng cháu cả ngày với thái độ ân cần, yêu thương khiến ai cũng xúc động và ngưỡng mộ.
Nhận được thông tin một nữ sinh viên nhảy cầu Vĩnh Tuy, chới với dưới dòng nước xiết ở sông Hồng, Cảnh sát PCCC&CNCH đã kịp thời huy động ca nô để giải cứu.
Phát hiện tài xế xe cẩu bất tỉnh trong cabin trên cao tốc Pháp Vân – Cầu GIẽ, CSGT đã ngay lập tức mở đường, hỗ trợ đưa nạn nhân tới bệnh viện cấp cứu.
Chàng trai 20 tuổi nhập viện trong tình trạng hôn mê sâu, không giấy tờ, không người thân. Không chờ đủ thủ tục, các bác sĩ quyết định mổ khẩn cầu để cứu người trong thời gian vàng.
Thấy các cán bộ Kon Tum mới chuyển về chưa có chỗ ở, người dẫn Quảng Ngãi đã mở rộng vòng tay giúp đỡ, chào đón, giúp họ nhanh chóng ổn định cuộc sống và công việc.
Phát hiện cháu bé bị tai nạn giao thông khi đang trên đường làm nhiệm vụ, chiến sĩ đội CSGT số 6 (CATP Hà Nội) đã kịp thời đưa nạn nhân đi cấp cứu và hỗ trợ một phần viện phí.
Giao hàng gặp trời mưa, thấy nhà chỉ có người già và trẻ nhỏ, nam shipper liền nhanh tay gom đậu phộng giúp. Hành động ấm lòng khiến dân mạng tấm tắc khen ngợi.
“Những lúc này, tôi chỉ mong xe mình to hơn để che được nhiều người hơn”, chia sẻ của tài xế xe tải khiến nhiều người xúc động.
Vào khoảng 4h50 ngày 1/7, trong lúc tuần tra giao thông, CSGT Lâm Đồng đã kịp thời phát hiện và hỗ trợ một sản phụ chuyển dạ sinh con ngay trên xe đặc chủng.
Sau tai nạn giao thông, một người phụ nữ ở TP.HCM được xác định chết não, gia đình đã quyết định hiến tạng, đem lại sự sống cho 3 bệnh nhân đang nguy kịch.