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为什么地球是一个椭球体
地球是一个两级稍扁赤道略鼓的旋转椭球体,赤道半径是6378.14千米,两极半径是6357千米,两者相差约21千米。地球平均半径为6371.11千米。由于赤道半径与两极半径的差额21千米与地球平均半径6371.11千米比起来是微乎其微,所以在太空中用肉眼看地球,看上去地球就是一个正球体,只有通过精确的计算才发现地球是一个稍扁的椭球体。那么为什么地球会呈现出这样一种形态呢?
  这就是地球自转惯性离心力作用的结果。我们现在知道,地球以每4分钟转1°的速度在不停的旋转着。那么在地球某一纬度上的物质的质点也就会随着地球自转作圆周运动,圆周的大小就是该质点所在的纬度圈的大小,速度也是每4分钟转1°。既然质点作圆周运动那么就会产生一个惯性力,即离心力。这个离心力从纬度圈圆心(注意不是地心)出发垂直于地轴指向圈外(即外太空)。这个离心力一经产生,它就会被分成两个分力:一个分力沿着该点所在的地球的大圆(经线圈)在该点指向赤道的一条切线靠向赤道,另一个分力在该点沿着地心与该点的连线指向远离赤道的地外空间。这两个分力的方向是正好垂直分离的。由于第二个分力是刚好背向地心的,所以它与指向地心的该质点的重力刚好抵消。这样,就剩下那个靠向赤道的分力了。这个分力所指示的方向与赤道面所形成的角度随着质点由高纬不断移向低纬而从极点以0°开始逐渐增加直到赤道达到90°(但是到了赤道上就不存在这个分立了),南北半球都是如此。这样不管在南半球还是被北半球,除了赤道和两极点外,地球上所有的物质的质点都存在一个指向赤道的地球自转惯性离心力分力。而这个分力又没有相应的斥力或反作用力抵消之,所以在这个分力的作用下,地球上的物质都被拽向赤道方向,南北高纬地区的物质挤压低纬地区的物质,久而久之,南北半球的物质慢慢的向赤道方向移动靠拢,从而形成赤道鼓两极扁的椭球体。但是由于地球自转速度相对来说是很慢的,它给地球物质所提供的惯性离心力的分力是非常非常微小的,所以经过几十亿年的时间,地球赤道半径只比两极半径长了21千米,与地球平均半径6371.11千米比起来是非常微小的,所以我们用肉眼看上去地球是个正球体,感觉不到地球的椭形。
  地球在时刻不停地自转,产生惯性离心力,这就造成两个结果:第一,地球表面的重力加速度必然是赤道最小(惯性离心力不分解而全部背向地心与引力抵消),两极最大(抵消地心引力的惯性离心力为0);第二,地球不可能是正球体,必然是赤道略鼓、两极略扁的椭球体。重力测量和弧度测量的结果,进一步证实了这两点,同时也是从一个侧面证实了地球的自转。
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