Где вещи тяжелее?

Сила, с какою тела притягиваются земным шаром, убывает по мере возвышения над земной поверхностью.. Если бы мы подняли килограммовую гирю на высоту 6 400 километров, т. е. удалили её от центра земного шара на два его радиуса, то сила притяжения ослабла бы в 2*2, т. е. в 4 раза, и гиря на пружинном безмене вытянула бы всего 250 граммов вместо 1 000. Согласно закону притяжения, земной шар притягивает внешние тела так, как если бы вся его масса сосредоточена была в центре, а сила этого притяжения убывает обратно квадрату расстояния. В нашем случае расстояние гири от центра Земли удвоилось,- и оттого притяжение ослабело в 22, т. е. вчетверо. Удалив гирю на 12 800 километров от земной поверхности, т. е. на тройное расстояние от центра Земли, мы ослабили бы притяжение в 3², т. е. в 9 раз; 1 000-граммовая гиря весила бы тогда всего 111 граммов, и т. д.

Рис. 27. Почему с углублением в землю напряжение тяжести ослабевает

Естественно рождается мысль, что, углубляясь с гирей в недра Земли, т. е. приближая тело к центру нашей планеты, мы должны наблюдать усиление притяжения: гиря в глубине Земли должна весить больше. Эта догадка неверна: с углублением в Землю тела не увеличиваются в весе, а, напротив, уменьшаются. Объясняется это тем, что в таком случае притягивающие частицы Земли расположены уже не по одну сторону тела, а по разные его стороны. Взгляните на рис. 27. Вы видите, что гиря, помещённая в глубине Земли, притягивается вниз частицами, расположенными ниже тела, но в то же время притягивается вверх теми частицами, которые лежат выше неё Можно доказать, что в конечном итоге имеет значение притягивающее действие только шара, радиус которого равен расстоянию от центра Земли до местонахождения тела. Поэтому вес тела по мере углубления в Землю должен быстро уменьшаться. Достигнув центра Земли, тело совсем утратит вес, сделается невесомым, так как окружающие частицы влекут его там во все стороны с одинаковой силою.

Итак, всего больше тело весит на самой поверхности Земли, с удалением от неё ввысь или вглубь вес его уменьшается^*.

^* (Так происходило бы, если бы земной шар был вполне однороден по плотности; в действительности плотность Земли возрастает с приближением к центру; поэтому сила тяжести при углублении в Землю сначала, на некотором небольшом расстоянии, растёт и лишь затем начинает ослабевать. На какой именно глубине тела имеют наибольший вес - неизвестно.)