【摘要】 本文通过物理学上关于地球引力的基本理论来简单阐述物体重量在不同地区变化的原因，从而解释同一台件的计量器具在南北方实验室检测数据会出现细微偏差的现象。

【关键词】 重量;质量;地心引力

Abstract： In this paper， the basic theory of gravitation in physics is used to explain the reason why the weight of an object changes in different areas， so as to explain the phenomenon of slight deviation in the test data of the same measuring instrument in the north and South laboratories.

Key words： weight;mass;gravity

电子衡器称重的原理：是利用物体上的重力对称重传感器产生的重量信号，转换为电信号而显示出物体的“质量”，实际上这个“质量”准确的应该称为“重量”（weight）。在机械天平或架盘天平上，一边放置标准砝码，一边放置被测物体，这时称出的物体重量才是真正意义上的“质量”（mass）。两者在英文中的解释：mass（质量）是恒定不变的;weight（重量）是mass（质量）在引力场中的表现形式。相同质量的物体在引力场不同的情况下，反映出物体的重量也有不同。举个例子：同样的一公斤铁块在地球上和在月球上mass（质量）固然是不变的，相同的;但是如果用衡器来称量，weight（重量）显示的值是不同的。

1 重力的物理意义

重力的定义：由于地球对物体的引力而产生的力。有时也称为“万有引力”（Gravity）。在地球上，重力的方向总是竖向下的，但是并不一定是指向地心的（只有在赤道和南北极时，重力才指向地心）。

重力的公式为：[F=mg]，[g]为重力加速度，大概约等于[9.8ms2]，如果在月球上的话，[g]值就会小一些。重力本身不是万有引力，二者之间是有差别的。这是由于地球自转对于重力产生了影响。

假设在北极或南极的一个物体，它会受到一个指向地心的万有引力，此时的重力和万有引力是相同。此时物体在地球两极的重力：

其中[G]为万有引力常数，[M]和[m]分别为地球和该物体的质量，[R]则代表了地球的半径;

而该物体在赤道上，从物理意义上随着地球的自转，此时物体会受到一个指向地心的万有引力;同时，要分出一部分的力来维持该物体的圆周运动，这一部分产生的分力被称为“向心力”（Centripetal Force），这使产生了与“向心力”方向相反，大小相等的“惯性离心力”（Inertial Centrifugal Force）;这时，在赤道上物体的重力：

2 产生的影响

如果想要得到物体在两极和在赤道上具体的重力差别，我们可以使用公式（4）得出：

也就是说，由于地球自转的影响，物体在地球赤道处的重量会比在地球两极处的时候“轻”3.5‰;同样的物体，在两极时会“重”，在赤道时会“轻”。

3 其他的影响

众所周知，地球其实并不是一个正球体，这是因为：地球上所有的物体在地球自转的影响下，都会产生一个向赤道方向的切向力，这个切向的分量会推动物体向赤道方向移动。换为更易懂的原理就是：地球在自转过程中，将更多地物体“甩向”更接近于赤道的位置，赤道的位置就会逐渐的“胖”了一些，造成了地球其实是一个略“扁”的椭球体。

所以，地球的半径比两极半径要大了一些。地球赤道半径约为6378.5千米，地球两极半径约为6356.9千米，同样的物体在地球赤道位置离地心稍微“远”一些，在地球两极位置离地心稍微“近”一些，这时产生的万有引力效果也不尽相同，正是由于这个原因，根据科学研究会额外造成1.5‰的重力差别。

4 结语

同样的物体由于地球的自转，造成了3.5‰的重力差，由于地球赤道半径和两极半径的不一致，又额外造成了1.5‰的重力差。综上所述，同样的物体在两极处的重力加速度比赤道处的重力加速度大大约5‰。

由于重力加速度的不同，从而造成在南方实验室和在北方的实验室中进行检测同一物体，所测得的重量数据会出现细微的偏差。这就需要我们质量计量工作者对计量器具数据进行重力修正，通过添加重力加速度修正值来保证测量数据的客观公正，科学准确。

【参考文献】

[1] 王幟南.对引力质量和惯性质量的探析及思考[J].科学技术创新，2019（5）：47-48.

[2] 魏星.万有引力常数[J].中国科技术语，2018（5）：79-80.

[3] 吉望西.浅议重力计量[J].中国计量，2012（8）：57-59.

【作者简介】

李东岳（1983-），男，工程师，硕士，研究方向为衡器、质量检定。