月球的體積及質(zhì)量

如果我們能夠同時觀察并排的地球與月球，就會發(fā)現(xiàn)月球顯得非常小，這是因為月球的直徑只有3473千米，而地球的直徑卻長達(dá)12756千米，因此月球的體積比地球小50倍。如果現(xiàn)在將地球置于巨大天平的一端，另一端需堆放81個與月球類似的球體才能保持平衡。為什么質(zhì)量差與體積差不相等呢？這是因為月球是由密度低于地球物質(zhì)密度的材料所構(gòu)成的。換句話說，如果水的密度為單位1，那么地球的平均密度為5.52，而月球的密度則降到了3.33。這就解釋了為什么地月質(zhì)量比大于體積比。

得知以上數(shù)據(jù)后，我們就能計算出月球表面的重力強度。假設(shè)我們能在現(xiàn)場通過實驗進(jìn)行測量，所得出的結(jié)果也不會有出入。

地月之間重力強度的比較：一個人在月球上一秒鐘內(nèi)掉落的距離。

月球的重力強度：運動員的體型與其在月球上可做出的跳躍的關(guān)系。

眾所周知，由于地球引力的存在，所有被松開的物體都會落到地面上；出于同樣的原因，我們可以對給定的重物以及一切我們需要處理的物體進(jìn)行稱重。在計算重力強度時，我們認(rèn)為地球的引力總量集中在地球核心，地表物體下落時趨向該核心；而重力與質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比。我們可以輕而易舉地想到重力強度在不同的星球上是如何變化的，因為各個行星的比例與構(gòu)成都大不相同。比如：如果地球在保持質(zhì)量不變的情況下具有更長的直徑，那么我們在地表的重量會輕得多，而如果地球的質(zhì)量不變，直徑縮小，我們的重量就會增加。

一旦得知這些原理，我們很容易確定，根據(jù)月球球體的大小及其質(zhì)量，月球的重力強度是地球的1/6。在月球上，如果我們把一個在地球上重1千克的物體掛到秤上，該秤的指針僅指示到170克，而掛上秤的大胖子則會驚喜地發(fā)現(xiàn)他甚至還不到20千克！倘若我們能夠生活在這一輕盈的世界里，同時肌肉力量不變，那么送貨工將6麻袋煤送到您家就像只扛1袋似的輕松方便；還有人將會沉迷于驚人的雜技，即像跳蚤跳過障礙物一樣跳得很遠(yuǎn)，如果在地球上，這個人肯定所向無敵。此外，在月球上，這些動作不具危險性，因為人們下落得很慢——在地球上，人體在下降的第1秒內(nèi)會下落4.90米，而在月球上僅僅能下落0.81米。自然，對于高空墜物而言，我們還需考慮下落的加速度。一個從埃菲爾鐵塔頂跳塔的人會在7秒8后摔得粉身碎骨；而在我們的衛(wèi)星上，在相同的時間里，這位輕生者才摔下50米，但由于加速度的存在，最終他在下落19秒2后觸到月球地面。

如果哪天我們能夠直接看到這些事實，可能會感到非常奇特，但除此之外，這一情況對于月球物理學(xué)而言意義非凡；在對某些觀察結(jié)果進(jìn)行解釋時，我們必須考慮到上述事實。